हम लीड-फ्री चिप्स के निर्माण हेतु IR तकनीक क्यों अपना रहे हैं?
यदि आपने सेमीकंडक्टरों को सूखाने/ठीक करने संबंधी प्रक्रियाओं में कुछ समय बिताया है, तो आपको पुरानी विधियों के बारे में पता ही होगा – सब कुछ एक बड़े ओवन में डालकर इंतज़ार करना। लेकिन अब स्थिति बदल रही है। “हरित” एवं लीड-फ्री मानकों के कारण, हम IR तकनीक की ओर बढ़ रहे हैं।
इस तकनीक की खूबी यह है कि आप वेफर/सब्सट्रेट पर वांछित तापमान प्राप्त कर सकते हैं, बिना पूरे कमरे को गर्म करने की आवश्यकता के।
ऊर्जा हानि को रोकना
सामान्य हॉट एयर ओवनों के बारे में सोचें… वे वास्तव में ऐसे बड़े धातु के बक्से हैं, जो अपनी दीवारों एवं अंदर की हवा को गर्म करने में बहुत ऊर्जा बर्बाद करते हैं। यह अक्षमतापूर्ण है।
IR तकनीक में ऐसा नहीं होता। IR लैंप, विद्युत-चुम्बकीय विकिरण भेजते हैं, जो सीधे काम करने वाली सामग्री तक पहुँचता है। इससे कोटिंग/सोल्डर पेस्ट के अणु उत्तेजित हो जाते हैं।
यह बहुत तेज़ है… कुछ ही सेकंडों में ही काम पूरा हो जाता है।
हम इसके लिए शॉर्टवेव IR तकनीक का उपयोग करते हैं… यह सामग्री के अंदर गहराई तक पहुँचता है, इसलिए सोल्डर जॉइंट का नीचे का हिस्सा भी ऊपरी हिस्से की तरह ही जल्दी ही ठीक हो जाता है। इससे सतह जल्दी सख्त होने से बचा जा सकता है, जिससे सोल्वेंट नीचे ही रह जाता है।
लीड-फ्री सोल्डर के लिए उचित तापमान प्राप्त करना
यही सबसे कठिन हिस्सा है… लीड-फ्री सोल्डर को पिघलाने हेतु पुराने Pb-आधारित सोल्डर की तुलना में बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।
यदि आप कन्वेक्शन ओवन का उपयोग करते हैं, तो PCB सब्सट्रेट अत्यधिक गर्म हो जाता है… इससे बोर्ड में विकृति आ जाती है, जो गुणवत्ता नियंत्रण हेतु बहुत ही समस्याजनक है।
IR तकनीक में ऐसा नहीं होता… आप तरंगदैर्घ्य को ऐसे समायोजित कर सकते हैं कि वह सामग्री द्वारा अवशोषित हो जाए। इससे आपको वांछित जगह पर ही गर्मी मिलती है… यह बोर्ड एवं पर्यावरण दोनों के लिए अच्छा है।
वास्तविकता
लेकिन IR तकनीक कोई जादुई उपकरण नहीं है… आप सिर्फ स्विच दबाकर इसका उपयोग नहीं कर सकते।
चूँकि गर्मी सीधी रेखा में ही फैलती है, इसलिए आपको “छाया” की समस्या से निपटना ही होगा… यदि आपके पास अलग-अलग ऊँचाई वाले कंपोनेंट हैं, तो ऊँचे कंपोनेंट नीचे वाले कंपोनेंटों तक गर्मी पहुँचने में बाधा बन जाते हैं।
इस समस्या को दूर करने हेतु, आपको मल्टी-लैंप एरे या ऐसा उपकरण आवश्यक है, जो बोर्डों को घुमा सके… साथ ही, आपको अपने कूलिंग फैनों पर भी ध्यान देना होगा… यदि वे उचित आकार के न हों, तो अतिरिक्त गर्मी सेंसरों को प्रभावित कर सकती है।