เหตุใดเราจึงเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดสำหรับการผลิตชิปไร้สารตะกั่ว
อุตสาหกรรมกำลังพยายามพัฒนาไปสู่มาตรฐานที่ไม่มีสารตะกั่วและไม่มีการปล่อยมลพิษเลย ซึ่งเป็นสิ่งที่ดี แต่ก็ทำให้กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนขึ้น
มาเป็นเวลานานแล้วที่เรายังคงใช้เตาอบแบบความร้อนแบบกระแสลม ปัญหาก็คือเตาเหล่านี้ทำได้เพียงแค่ทำให้อากาศร้อนขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นวิธีที่ช้า และสิ้นเปลืองพลังงานมาก นอกจากนี้ ยังทำให้เกิดฝุ่นและสิ่งสกปรกต่างๆ กระจายไปทั่ว wafer อีกด้วย
เราจึงตัดสินใจเลิกใช้วิธีนี้ไปเลย โดยการใช้เครื่องควบคุมแบบอินฟราเรดดิจิทัล เราสามารถส่งพลังงานเข้าไปยังวัสดุโดยตรงผ่านรังสีอิเล็กโทรแม่เหล็ก โดยไม่มีตัวกลางใดๆ เลย
ลืมเรื่องเตาอบไปเลย มุ่งเน้นไปที่การให้ความร้อนโดยตรง
ลองคิดดูสิ: แทนที่จะใช้เตาอบเพื่อทำให้ห้องร้อนขึ้นเพียงเพื่อให้กาแฟร้อนขึ้น การใช้อินฟราเรดก็เหมือนกับการใช้เตาไมโครเวฟ โดยจะปรับสเปกตรัมแสงของหลอดไฟให้เข้ากับช่วงการดูดซับความร้อนของวัสดุที่เราต้องการให้ร้อนขึ้น
วิธีนี้จะช่วยให้เกิดความร้อนโดยตรงกับพันธะเคมีของวัสดุ ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องรอให้เตาอบร้อนขึ้นก่อน คุณจะได้รับความร้อนทันที
แต่ก็มีข้อจำกัดอยู่เหมือนกัน: กระบวนการผลิตไร้สารตะกั่วนั้นมีข้อผิดพลาดได้น้อยมาก มีเพียงช่องว่างเล็กๆ ระหว่าง “การรักษาที่สมบูรณ์แบบ” กับ “การทำลายวัสดุจากความร้อน” เพื่อรับมือกับปัญหานี้ เราจึงใช้เครื่องควบคุมแบบ PID เพื่อรักษาความเสถียรของพลังงาน และป้องกันไม่ให้อุณหภูมิสูงเกินไป โดยมีความแม่นยำอยู่ที่ ±1°C
วิธีการทำงานที่สะอาดขึ้น
โลหะผสมไร้สารตะกั่วนั้นมีความซับซ้อนสูง โดยปกติแล้วจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าโลหะผสมที่มีสารตะกั่ว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้เตาอบที่มีกำลังสูง และสิ้นเปลืองพลังงานมาก
แต่การใช้หลอดอินฟราเรดนั้นสามารถให้ความร้อนได้ในอุณหภูมิสูงโดยไม่ต้องสิ้นเปลืองพลังงานมาก นอกจากนี้ ยังไม่จำเป็นต้องใช้สารละลายที่เป็นอันตรายในการทำความสะอาดอีกด้วย ซึ่งทำให้กระบวนการผลิตสะอาดขึ้นมาก
ข้อจำกัดทางเทคนิค
ผมไม่สามารถบอกได้ว่ามันเป็นวิธีที่สมบูรณ์แบบ ยังมีหลายสิ่งที่ต้องคำนึงถึง
หลอดอินฟราเรดที่มีกำลังสูงจะสร้างแรงกดดันมากให้กับแหล่งจ่ายไฟ หากคุณใช้หลอดอินฟราเรดที่มีกำลังสูง คุณต้องมั่นใจว่าแผงไฟของคุณสามารถรองรับกระแสไฟที่เพิ่มขึ้นได้
นอกจากนี้ คุณยังต้องรับมือกับปัญหา “ความร้อนสะสม” โครงสร้างของเครื่องจะร้อนขึ้น หากคุณไม่มีระบบระบายความร้อนที่ดี ความร้อนจากสภาพแวดล้อมก็อาจส่งผลต่อค่าที่เซ็นเซอร์วัดได้
ข่าวดีก็คือ เราออกแบบระบบเหล่านี้ให้สามารถเปลี่ยนมาใช้ได้อย่างง่ายดาย คุณเพียงแค่ถอดเตาอบแบบเดิมออก แล้วติดตั้งหลอดอินฟราเรดแทน จากนั้นเชื่อมต่อกับเครื่องควบคุม ก็เสร็จสิ้นกระบวนการแล้ว คุณจะสามารถลดเวลาการรักษาวัสดุจากหลายชั่วโมงเหลือเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น