Почему мы переходим на нагреватели на основе углеродных нанотрубок для производства чипов без свинца
В мире полупроводников наконец-то начинают серьезно заботиться о экологии и отказываться от использования свинца. Но есть проблема: большинство старых печей для обработки материалов по сути являются гигантскими обогревателями. Они тратят огромное количество энергии на нагрев воздуха в камере, прежде чем материал вообще начнет нагреваться.
Вот здесь и приходят на помощь нагреватели на основе углеродных нанотрубок. Вместо нагрева всей комнаты они используют инфракрасное излучение для непосредственного нагрева поверхности материала.
Как это работает
Представьте себе тонкую проводящую пленку, состоящую из сети нанотрубок. Когда вы включаете устройство, оно преобразует электрическую энергию в тепло. Но в отличие от старых металлических нитей, углеродные нанотрубки излучают широкий спектр инфракрасного излучения. Это похоже на разницу между теплым бризом и обычной лампой нагрева. Тепло попадает прямо в слои фоторезиста или клея.
Этот процесс происходит очень быстро. Поскольку энергия направляется непосредственно в сам материал, не требуется тратить деньги на нагрев воздуха вокруг него.
Использование в производственных процессах
Одним из преимуществ является отсутствие «термической задержки». Устройства можно включать и выключать практически мгновенно. Это очень важно при работе с тонкими пластинами – не нужно беспокоиться о деформации материала или его чрезмерном нагреве, так как контроль над процессом значительно улучшается. К тому же устройства имеют небольшие размеры, поэтому их можно использовать в тесных производственных условиях без необходимости полной перестройки оборудования.
Небольшой совет: обращайте внимание на источник питания. Вам понадобится стабилизированный источник постоянного тока, способный выдерживать низкое напряжение и высокий ток. Если напряжение колеблется, на поверхности могут появиться точки с повышенной температурой, что может привести к повреждению пластин. Здесь важна стабильность.
Плюсы и минусы
С одной стороны, такие нагреватели экологичны: в них нет свинца, летучих органических соединений, вредных масел для нагрева и ртутных ламп. Это гораздо более экологичный способ работы.
Но, будем честны: они не дешевы. Производство пленок из углеродных нанотрубок обходится дороже, чем использование обычных нитей из никрома.
Еще одной проблемой является температура. Если нагреватели работают при температуре, превышающей их допустимые значения, сеть нанотрубок может быть повреждена. Нельзя просто оставить устройство включенным без контроля. Необходимо постоянно следить за температурой поверхности. Это требует дополнительных усилий, но ради достигаемой точности это того стоит.