Снижение выбросов углерода при упаковке датчиков с использованием инфракрасного нагрева
Если мы действительно хотим достичь углеродной нейтральности на производстве чипов, нам необходимо перестать полагаться на огромные конвективные печи. Они слишком неэффективны с точки зрения использования энергии. Вместо этого мы используем инфракрасные системы.
Для упаковки умных датчиков мы используем лампы с коротковолновым излучением, которые направляют тепло прямо на подложку. Это похоже на использование прожектора вместо обогрева всей комнаты. Таким образом не тратится энергия на обогрев огромного металлического корпуса – тепло поступает только туда, где это действительно необходимо.
Контроль температуры
Мы настраиваем эти системы так, чтобы они обеспечивали определенную скорость нагрева. При изменении мощности и времени работы ламп можно точно контролировать температуру отверждения клеев или паст для пайки.
Самое прекрасное то, что не возникает проблем с превышением температуры. Не нужно беспокоиться о деформации компонентов. Мы также используем высокоплотные инфракрасные элементы, что позволяет точно контролировать распределение тепла. Если тепло теряется по краям пластины, можно просто увеличить температуру в этой области для выравнивания условий.
Экономия времени и энергии
Использование инфракрасных ламп полностью меняет логистику производства. Не нужно тратить два часа на ожидание, пока огромная печь достигнет нужной температуры. С инфракрасными лампами все происходит за несколько миллисекунд. Это своего рода «динамический» нагрев. Когда конвейер останавливается, нагрев тоже прекращается. Если посмотреть на счет за электроэнергию, то снижение расхода кВт·ч на единицу продукции будет значительным.
Недостатки
У инфракрасных ламп тоже есть недостатки. Хотя они работают быстро, они действуют только в одном направлении. Если упаковка датчика имеет сложную трехмерную форму или компоненты перекрывают друг друга, возникают тени. Чтобы это исправить, необходимо тщательно спланировать расположение ламп – направлять их с разных сторон, чтобы каждая область получала тепло.
Кроме того, необходимо уделять внимание характеристикам оборудования. Высокоинтенсивные инфракрасные лампы создают большое количество тепла прямо вокруг самой лампы. Если не установить достаточное количество вентиляторов или радиаторов для охлаждения, это может привести к повреждению компонентов.
Мы тратим много времени на изучение физики процесса поглощения тепла. Путем согласования длины волны инфракрасного излучения с характеристиками используемых материалов мы можем достичь максимальной передачи тепла при минимальных выбросах углерода.