Bỏ qua lò nướng: Phương pháp tốt hơn để xử lý chất bán dẫn không chứa chì
Ngành công nghiệp đang nỗ lực hết sức để áp dụng các tiêu chuẩn “xanh” và không chứa chì. Điều này có thể thấy rõ nhất trong quá trình sấy khô và xử lý vật liệu bán dẫn.
Trong thời gian dài, chúng ta vẫn sử dụng những lò nướng thông thường. Nhưng vấn đề là việc làm nóng một lượng không khí lớn là một sự lãng phí năng lượng. Hơn nữa, luồng không khí di chuyển liên tục còn khiến bụi bẩn và các hạt nhỏ dễ dàng bám vào các tấm wafer.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng phương pháp xử lý bằng bức xạ hồng ngoại. Thay vì làm nóng không khí, phương pháp này sử dụng bức xạ điện từ để tác động trực tiếp lên vật liệu cần xử lý.
Tại sao phương pháp hồng ngoại lại hiệu quả?
Hãy tưởng tượng ánh nắng mặt trời chiếu lên da bạn. Bạn không cần không khí xung quanh phải ở nhiệt độ cao mới cảm nhận được hơi nóng; năng lượng sẽ truyền trực tiếp đến bạn. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng, nhưng còn tốt hơn nữa là nó giúp bảo vệ các vật liệu bán dẫn. Các chất keo và chất kết dính không chứa chì rất nhạy cảm với nhiệt độ; chúng cần được làm nóng nhanh. Phương pháp hồng ngoại giúp kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác, tránh làm hỏng các vật liệu.
Vai trò của “vỏ bọc”
Bạn không thể chỉ đơn giản đặt những chiếc đèn lên bàn rồi coi như xong. Để phương pháp này hoạt động hiệu quả trong môi trường sản xuất thực tế, chúng tôi chế tạo những vỏ bọc bằng thép không gỉ loại 304 hoặc 316L. Chúng tôi chọn những loại thép này vì chúng không bị ăn mòn và không thải ra khí độc hại vào môi trường làm việc.
Những vỏ bọc này không chỉ giúp giữ các chiếc đèn mà còn đóng vai trò như gương, phản xạ lại bức xạ thừa về phía các tấm wafer, giúp tăng nhiệt độ ở chính vị trí cần thiết. Chúng cũng được thiết kế sao cho kín khí, giúp duy trì môi trường ổn định và ngăn chặn các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi thoát ra khỏi phòng làm việc.
Thực tế
Phương pháp hồng ngoại rất nhanh. Nhưng nó không phải là phép màu. Những chiếc đèn có cường độ cao sẽ tạo ra lượng nhiệt lớn. Nếu hệ thống thông gió kém hoặc hệ thống làm mát yếu, nhiệt độ sẽ tăng lên. Khi đó, các máy móc xung quanh sẽ bị hỏng. Bạn cần tìm được sự cân bằng giữa công suất của đèn và khả năng làm mát của vỏ bọc. Nếu không, hệ thống vận chuyển sẽ bị quá nhiệt.
Ưu điểm của phương pháp này là nó giúp loại bỏ hoàn toàn chì khỏi quy trình sản xuất. Vì phương pháp hồng ngoại không dựa vào sự đốt cháy hay nhiệt hóa học, nên nó hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường. Đây là giải pháp tốt hơn so với các phương pháp truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng và loại bỏ hoàn toàn chất độc hại khỏi quy trình sản xuất.