Prawidłowe wysuszanie i utwardzanie bez ołowiu przy użyciu promieniowania podczerwonego w próżni
Widać wyraźną zmianę w sposobie suszenia i utwardzania półprzewodników. Wszyscy dążą do standardów bezołowiowych i ekologicznych, co jest świetne, ale zmienia to sposób obsługi ciepła. Dlatego postanowiliśmy skorzystać z grzejników na podczerwień działających w próżni. Dzięki temu możemy rezygnować z niepotrzebnych rozpuszczalników i znacznie zmniejszyć wpływ procesu na środowisko.
Fizyka tego procesu jest naprawdę interesująca.
W próżni nie ma powietrza, które mogłoby przenosić ciepło. Nie ma konwekcji. Wszystko odbywa się poprzez promieniowanie. Ustawiamy te grzejniki tak, aby emitowały krótkofalowe promienie podczerwone, które trafiają prosto do podłoża.
Można to porównać do zwykłej piecu – tam istnieje „koc” z powietrza, który spowalnia proces. W próżni ten „koc” nie istnieje. Ciepło nie traci czasu na ogrzewanie ścian komory – trafia bezpośrednio tam, gdzie jest potrzebne. Proces utwardzania jest szybki, naprawdę szybki.
Dostosowanie ciepła do materiału
Spawy i żywice bezołowiowe są wybredne. Jeśli temperatura nie jest dobrze dostosowana, powstają naprężenia termiczne lub efekt wyparowywania gazów, co stanowi problem dla kontroli jakości.
Sekret polega na dostosowaniu długości fali promieniowania podczerwonego do specyfiki używanego fotoopornika lub kleju. To tak, jakby regulować falę radiową tak, aby trafiła na odpowiedni kanał. Dzięki temu materiał zostaje w pełni utwardzony, bez uszkodzenia powierzchni. Stare metody oparte na konwekcji wyglądają teraz jak archaicznymi rozwiązaniami.
Równowaga
Oczywiście nie chodzi tu tylko o magię. Promieniowanie podczerwone o dużej intensywności generuje dużo ciepła w małej objętości, co ma swoje zalety, ale też wady. Trzeba uważać na ilość energii wprowadzanej do materiału. Jeśli wprowadzimy zbyt dużo energii do cienkiego płytki, może to doprowadzić do jej zdeformacji. Trzeba więc zachować równowagę między energią wprowadzaną a masą cieplną podłoża. Ponadto potrzebny jest system chłodzenia, który będzie mógł radzić sobie z nadmiarem ciepła po zakończeniu procesu.
Co to oznacza w praktyce?
Największą zaletą jest oszczędność czasu – proces utwardzania może zostać skrócony z godzin na minuty. To przyczynia się do lepszej wydajności. Można uniknąć marnotrawstwa energii i rezygnacji z toksycznych środków przyspieszających proces. Dla tych, którzy chcą spełnić rygorystyczne normy dotyczące produktów bezołowiowych, to po prostu lepszy sposób pracy.