Почему мы отказываемся от использования обычных печей в пользу инфракрасного обжига
Честно говоря, старый способ сушки полупроводников – а именно их помещение в огромную конвекционную печь – уже устарел. Большинство из нас переходит на использование инфракрасного обжига. Речь идет не только о соблюдении экологических стандартов или отказе от свинца; дело в том, что конвекция просто неэффективна.
Подумайте: для нагрева воздуха необходимо нагревать огромный объем воздуха, чтобы тепло дошло до поверхности чипа. Это огромная трата энергии. Инфракрасные лампы избавляются от этой необходимости – они направляют энергию прямо на поверхность чипа. Нет необходимости ждать.
Энергопотребление
Конвекционные печи потребляют много энергии. Половина времени они тратится на нагрев стенок печи и воздуха вокруг деталей. Это пустая трата ресурсов.
С помощью инфракрасных ламп мы можем нагревать только те участки фоторезиста или припоя, которые действительно нуждаются в тепле. Мы используем кратковолновое и средневолновое инфракрасное излучение, так что тепло сразу достигает поверхности чипа.
Лучшее то, что время подготовки практически отсутствует. Не нужно ждать, пока печь достигнет нужной температуры. Просто включаем устройство и начинаем процесс обжига.
Проблема с безсвинцовыми материалами
Здесь возникает сложность: для безсвинцового пайкания требуются более высокие температуры, чем при использовании свинцовых материалов. Если пытаться достичь таких температур с помощью горячего воздуха, это опасно – можно повредить компоненты или перегреть кремниевые чипы.
Инфракрасное излучение позволяет достигать высоких температур с большей точностью. Путем корректировки длины волны мы можем достичь нужных температур, не нагревая всю плату. Это также более экологичный способ – нет продуктов сгорания, нет выбросов углерода. Только чистое тепло.
Недостатки
Но у инфракрасного обжига тоже есть недостатки. Из-за высокой интенсивности излучения могут возникать значительные температурные различия. Если у детали разная толщина или используются разные материалы, некоторые участки будут нагреваться быстрее других.
Если не учитывать правильную расстановку отражателей и расстояния между ними, могут возникнуть точки с чрезмерно высокой температурой, что может повредить компоненты. Необходимо точно регулировать все параметры, чтобы обжиг происходил равномерно по всей поверхности чипа.
Но если это удается сделать, то результат будет просто потрясающим.