Dlaczego przechodzimy na metody utwardzania za pomocą promieniowania podczerwonego w przypadku chipów bez ołowiu
Świat półprzewodników w końcu porzuca spawy na bazie ołowiu oraz te niebezpieczne metody suszenia opierające się na rozpuszczalnikach. Już dawno był czas na to. Ale jest jeden problem: trzeba osiągnąć dokładną temperaturę, nie niszcząc przy tym płytki ani nie zużywając zbyt dużej ilości energii.
Właśnie tu przychodzi na ratunek promieniowanie podczerwone. To najprostszy sposób na osiągnięcie tych „zielonych” standardów.
Fizyka procesu (bez skomplikowanych wyjaśnień)
Pomyślcie o zwykłej piecach konwekcyjnych – one nagrzewają powietrze, a potem to powietrze nagrzewa elementy, które chcemy uszczelnić. To wolny i marnotrawny proces. Promieniowanie podczerwone jest inne – wykorzystuje promieniowanie elektromagnetyczne, czyli fotony, które bezpośrednio oddziałują na materiał.
Nie ma żadnych dużych wentylatorów ani urządzeń do obróbki powietrza. Nie trzeba marnować energii na nagrzewanie całego pomieszczenia tylko po to, by uszczelnić jeden mały element. To po prostu sensowne.
Ponadto materiały bez ołowiu są wymagające – zwykle mają wyższe temperatury topnienia i znacznie mniejszy margines błędu. Dzięki promieniowaniu podczerwonemu można szybko osiągnąć żądaną temperaturę. Dzięki temu nie musimy się martwić o nadmierne nagrzewanie innych elementów podczas procesu utwardzania. To precyzyjne rozwiązanie.
Utrzymanie czystości
Jeśli chcemy mieć produkty bez ołowiu, nie może być żadnych emisji. Koniec kropka.
Metoda utwardzania za pomocą promieniowania podczerwonego polega na suchym procesie – nie ma żadnych resztek spalania ani dziwnych chemikaliów w czystym pomieszczeniu. Używamy emiterów na bazie kwarcu, więc nie musimy się martwić o uwalnianie gazów.
Ponadto ta metoda oszczędza mnóstwo miejsca. Emitory podczerwone można łatwo zamontować na linii transportowej. Maszyny stają się mniejsze, a rachunki za prąd spadają, ponieważ nie trzeba utrzymywać wysokiej temperatury w dużym piecu.
Rzeczywistość
Promieniowanie podczerwone to nie magia. Ma swoje wady. Jeśli element ma nietypowy kształt – np. głębokie otwory lub różną grubość – możemy napotkać problemy. Powierzchnia może się nagrzać bardzo szybko, zanim sama istota elementu się nagrzeje. Jeśli nie będziemy uważać na odległość i układ lamp, możemy mieć problemy z lokalnymi punktami nadmiernego nagrzewania.
Aby to naprawić, zazwyczaj używamy impulsowego promieniowania podczerwonego lub kontrolerów mocy. Dzięki temu temperatura pozostaje stała, a element nie jest poddawany nadmiernemu obciążeniu. Wymaga to trochę dostosowań, ale gdy wszystko jest dobrze ustawione, proces staje się prosty.