Pourquoi nous passons à l’infrarouge pour les semi-conducteurs sans plomb
L’industrie s’efforce de respecter des normes sans plomb et à zéro émissions. C’est bien, mais cela rend la fabrication un peu plus compliquée.
Pendant longtemps, nous avons utilisé des fours à convection. Le problème, c’est qu’ils se contentent de chauffer l’air. C’est lent, cela consomme beaucoup d’énergie, et, pire encore, cela fait voler de la poussière et des particules sur les wafer.
Nous avons décidé d’éviter complètement l’utilisation de l’air comme milieu de chauffage. En utilisant des contrôleurs infrarouges numériques, nous envoyons de l’énergie directement dans le substrat par rayonnement électromagnétique. Pas de intermédiaire nécessaire.
Oubliez le four : ciblez plutôt les liaisons chimiques
Imaginons cela ainsi : au lieu de chauffer toute une pièce juste pour réchauffer une tasse de café, l’infrarouge fonctionne comme un micro-ondes. Il adapte le spectre lumineux de la lampe à la bande d’absorption du matériau à traiter.
Ainsi, on cible directement les liaisons chimiques du soufreur ou de l’adhésif. On n’a plus besoin d’attendre que la chambre se réchauffe. La chaleur est fournie immédiatement.
Mais voilà le problème : les processus sans plomb exigent une grande précision. Il y a une fine marge entre un traitement parfait et un détruit par la chaleur. Pour y remédier, nous utilisons des boucles PID dans nos contrôleurs. Elles maintiennent une puissance constante et empêchent la température de monter en flèche. On parle d’une marge de ±1°C. C’est très précis.
Une manière plus propre de travailler
Les alliages sans plomb sont difficiles à traiter. Ils nécessitent généralement des températures plus élevées que les matériaux anciens contenant du plomb. Cela signifie généralement l’utilisation de chauffages industriels, ce qui consomme beaucoup d’électricité.
Les lampes infrarouges permettent d’atteindre ces températures élevées sans consommer autant d’énergie. De plus, on peut se passer de ces agents nettoyants à base de solvants, souvent utilisés dans les cycles de séchage traditionnels. C’est nettement plus propre.
Les défis techniques
Je ne dirai pas que c’est magique ; il y a des choses à prendre en compte.
Les lampes infrarouges à haute intensité imposent une forte charge sur l’alimentation électrique. Si vous installez des lampes à haute puissance, assurez-vous que votre tableau électrique puisse gérer cette surcharge initiale de courant.
Il faut aussi faire face au problème du réchauffement excessif de la machine. Si vous n’avez pas de système de refroidissement efficace, la chaleur ambiante peut perturber les lectures des capteurs.
La bonne nouvelle ? Nous avons conçu ces systèmes pour qu’ils puissent être remplacés facilement. Il suffit de retirer l’ancien système de convection, d’y installer les lampes infrarouges, de les connecter au contrôleur… Et c’est fait. On passe ainsi d’un cycle de traitement qui durait des heures à un cycle qui ne dure plus que quelques minutes.