हम लीड-फ्री चिप्स के निर्माण हेतु कार्बन नैनोट्यूब (CNT) हीटरों का उपयोग क्यों कर रहे हैं?
सेमीकंडक्टर उद्योग अब “हरित” तकनीकों का उपयोग करने एवं लीड का उपयोग बंद करने पर ध्यान दे रहा है। लेकिन समस्या यह है कि पुराने तरह के हीटर, वास्तव में बड़े आकार के हीटर ही हैं। ऐसे हीटर, चीजों को गर्म करने से पहले ही बहुत सारी ऊर्जा बर्बाद कर देते हैं।
यहीं पर कार्बन नैनोट्यूब हीटर उपयोगी साबित होते हैं। ये हीटर, कमरे को गर्म करने के बजाय, इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग करके सीधे सब्सट्रेट को गर्म करते हैं।
यह कैसे काम करता है?
कल्पना कीजिए कि नैनोट्यूबों के नेटवर्क से बनी एक पतली, चालक फिल्म है। जब स्विच चालू किया जाता है, तो यह विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में बदल देती है।
लेकिन पुराने धातु तारों के विपरीत, CNT हीटर व्यापक स्पेक्ट्रम का इन्फ्रारेड विकिरण उत्पन्न करते हैं। यह तो गर्म हवा एवं हीट लैंप के बीच का अंतर ही है। ऊष्मा सीधे फोटोरेसिस्ट या चिपकने वाली परतों में जाती है।
यह बहुत ही तेज़ तरीका है… और चूँकि ऊर्जा सीधे उत्पाद में ही जाती है, इसलिए आपको केवल वातावरण को गर्म करने हेतु ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता नहीं है।
इन्हें अपनी उत्पादन लाइनों में लगाना कैसे है?
इनका सबसे अच्छा पहलू यह है कि इनमें “थर्मल लैग” नहीं होता। आप इन्हें लगभग तुरंत ही चालू/बंद कर सकते हैं।
यह तो पतली वेफरों के निर्माण में बहुत ही उपयोगी है… क्योंकि ऐसी स्थिति में सामग्री के विकृत होने या अत्यधिक गर्म होने की समस्या नहीं होती। इसके अलावा, ये हीटर छोटे होते हैं, इसलिए इन्हें छोटी उत्पादन लाइनों में भी आसानी से लगाया जा सकता है।
एक छोटा सा सुझाव: अपने पावर सप्लाई पर ध्यान दें… आपको ऐसा डीसी स्रोत चाहिए जो कम वोल्टेज एवं उच्च करंट को संभाल सके। यदि वोल्टेज में उतार-चढ़ाव होता है, तो सतह पर गर्म बिंदु बन जाते हैं, जिससे वेफर खराब हो जाते हैं… इसलिए निरंतरता बहुत ही महत्वपूर्ण है।
इनके फायदे एवं नुकसान
फायदे की बात करें, तो ये हीटर स्वच्छ हैं… इनमें लीड, VOC, खराब हीटिंग तेल या पारा नहीं होता। यह तो बहुत ही स्वच्छ तरीका है।
लेकिन, ये सस्ते नहीं हैं… CNT फिल्मों का निर्माण, निक्रोम तारों के निर्माण की तुलना में अधिक लागत लेता है।
इसके अलावा, ऊष्मा के कारण भी समस्याएँ हो सकती हैं… यदि इन्हें उनकी सीमा से अधिक समय तक गर्म रखा जाए, तो नैनोट्यूब नेटवर्क नष्ट हो सकता है। इसलिए आपको सतह के तापमान पर निरंतर नज़र रखनी होगी… यह थोड़ा अधिक देखभाल की आवश्यकता है, लेकिन इसके लिए किया गया प्रयास सार्थक है।