چرا ما از گرمکنهای نانولوله کربنی برای تولید تراشههای بدون سرب استفاده میکنیم؟
دنیای نیمههادیها سرانجام شروع به پیروی از اصول زیستمحیطی کرده و از استفاده از سرب خودداری میکند. اما مشکل اینجاست که اکثر فرهای حرارتی قدیمی، در واقع نوعی گرمکن بزرگ هستند؛ آنها مقدار زیادی انرژی را صرف گرم کردن هوای موجود در فضای داخل فر میکنند، در حالی که خود قطعه هنوز گرم نشده است.
در اینجاست که گرمکنهای نانولوله کربنی وارد عمل میشوند. آنها به جای گرم کردن کل اتاق، از تابش مادون قرمز برای گرم کردن مستقیم سطح قطعه استفاده میکنند.
نحوه کارکرد آنها
تصور کنید یک لایه نازک و رسانا، متشکل از شبکهای از نانولولهها وجود دارد؛ وقتی کلید را فعال میکنید، این نانولولهها انرژی الکتریکی را به حرارت تبدیل میکنند.
اما برخلاف فیلامنتهای فلزی قدیمی، نانولولههای کربنی تابش مادون قرمز گستردهای تولید میکنند؛ این تابش مانند باد گرم یا لامپهای حرارتی عمل میکند. حرارت مستقیماً وارد لایههای فوتورزیست یا چسبهای مورد استفاده میشود.
این روش بسیار سریع است؛ انرژی مستقیماً به قطعه منتقل میشود، بنابراین شما فقط برای گرم کردن هوای اطراف قطعه هزینه نمیپردازید.
نحوه استفاده از آنها در خطوط تولید
یکی از مزایای این روش، عدم وجود تأخیر حرارتی است؛ میتوانید این گرمکنها را تقریباً بلافاصله روشن و خاموش کنید.
این موضوع برای کار با ویفرهای نازک بسیار مفید است؛ شما نیازی ندارید نگران تغییر شکل مواد یا پخت بیش از حد آنها باشید، زیرا کنترل بسیار بهتری دارید. علاوه بر این، این گرمکنها کوچک هستند، بنابراین میتوانند در خطوط تولید کوچک نیز جای گیرند، بدون نیاز به طراحی مجدد.
یک نکته مهم: مراقب منبع تغذیه آنها باشید؛ شما نیاز به منبع تغذیه DC با ولتاژ کنترلشده و جریان بالا دارید. اگر ولتاژ تغییر کند، نقاط گرم روی سطح قطعه ایجاد خواهد شد، و این موضوع میتواند باعث خراب شدن ویفرها شود. یکنواختی در تولید بسیار مهم است.
مزایا و معایب
از مزایای این روش میتوان به عدم وجود سرب، مواد شیمیایی مضر، روغنهای حرارتی و لامپهای جیوهای اشاره کرد؛ این روش روشی بسیار تمیز برای تولید است.
اما واقعیت این است که این گرمکنها گران هستند؛ تولید لایههای نانولوله کربنی هزینه بیشتری نسبت به سیمهای نیکروم دارد.
همچنین، اگر دمای این گرمکنها بیش از حد بالا برود، شبکه نانولولهها میتواند آسیب ببیند؛ بنابراین نمیتوانید آنها را فقط روشن کرده و فراموش کنید. باید دمای سطح آنها را به دقت تحت نظارت داشته باشید. البته این کار کمی پیچیدهتر است، اما برای داشتن دقت بالاتر، ارزش تلاش را دارد.