
为何我们选择红外技术来处理无铅半导体材料
业界正在努力实现无铅且零排放的生产标准。这固然很好,但这样的要求使得实际生产过程变得相当复杂。
长期以来,我们一直依赖对流式烤箱来进行加热处理。不过,这类烤箱只是让空气变热而已。这种方式效率低下,还会浪费大量能源。最糟糕的是,它还会把灰尘和颗粒物散布到晶圆上。
因此,我们决定放弃使用对流式烤箱。通过使用数字红外控制器,我们可以直接通过电磁辐射将能量传递给基材,无需任何中间介质。
忘掉烤箱吧,直接作用于化学键
可以这样理解:与其为了加热一杯咖啡而让整个房间都变热,不如像使用微波炉一样,直接利用红外光来加热。红外光的波长与被加热材料的吸收光谱相匹配,从而直接作用于焊料或胶水的化学键上。这样一来,就不必等待整个腔室升温了——热量可以立刻传递给材料。
不过,这里有个难点:无铅材料的加工容错率极低。在“完美固化”和“因过热而损坏”之间只有很小的差距。为了解决这个问题,我们在控制器中采用了PID控制技术,以此保持功率稳定,避免温度过高。精度可达±1°C左右,非常精确。
更清洁的加工方式
无铅合金的加工难度较大,通常需要更高的温度。这意味着需要使用高功率的加热器,从而消耗大量电能。而红外灯则无需如此高的能耗即可达到所需的温度。此外,也无需再使用那些有害的溶剂型清洁剂了。整体来说,这种方式更加环保。
需要注意的问题(工程上的权衡)
虽然红外技术很棒,但仍然有一些需要考虑的因素。高强度的红外光会对电源系统造成很大压力。如果使用高功率的红外灯,必须确保电力系统能够承受启动时的电流峰值。
另外,还需要注意“热积聚”的问题。机器框架会变热,如果没有良好的散热装置,环境中的热量就会影响传感器的读数。
好消息是,我们所设计的系统可以轻松替换旧的对流式烤箱。只需取出旧的加热器,换上红外灯,将其连接到控制器上即可。这样一来,原本需要数小时才能完成的固化过程,现在只需要几分钟就能完成。