Почему мы переходим на использование инфракрасного излучения для обработки безсвинцовых чипов
Если вы занимаетесь сушкой и обработкой полупроводников, вы знаете старый способ: все помещается в огромную конвекционную печь, и приходится ждать. Но все меняется. С появлением требований к «зеленым» технологиям и использованию безсвинцовых материалов мы наблюдаем активное развитие технологий инфракрасного излучения.
Преимущество этого метода заключается в том, что можно достичь нужной температуры на поверхности пластины или подложки, не необходимости нагрева всей комнаты.
Сокращение потерь энергии
Подумайте о стандартной печи с горячим воздухом. Это, по сути, огромная металлическая коробка, которая тратит огромное количество энергии на нагрев своих стенок и воздуха внутри. Это неэффективно.
Инфракрасное излучение работает иначе. Вместо нагрева воздуха лампы излучают электромагнитные волны, которые направляются прямо на объект обработки. Таким образом, молекулы покрытия или пасты для пайки начинают вибрировать.
Этот процесс происходит очень быстро – время нагрева сокращается с минут до секунд. Для этой цели чаще всего используется кратковолновое инфракрасное излучение. Оно проникает глубже в материал, так что дно соединения паяется с такой же скоростью, как и его верхняя часть. Это позволяет избежать проблемы слишком быстрого затвердевания поверхности, что может привести к застою растворителей под поверхностью.
Обработка безсвинцового паяльного материала
Здесь возникает сложность: безсвинцовый паяльный материал требует гораздо более высоких температур для плавления, чем традиционные свинцовые материалы. Если попытаться достичь таких температур с помощью конвекционной печи, то подложка печатной платы может перегреться. Это приводит к деформации платы, что является серьезной проблемой для отдела контроля качества.
Инфракрасное излучение позволяет контролировать процесс нагрева более точно. Можно настроить длину волны так, чтобы она соответствовала спектру поглощения материалом. Тепло поступает именно туда, где это необходимо. Это полезно как для самой платы, так и для окружающей среды.
Реальность
Но инфракрасное излучение – это не волшебная палочка. Нельзя просто включить устройство и забыть о нем. Поскольку тепло распространяется по прямой линии, необходимо учитывать фактор «теней». Если компоненты имеют разную высоту, высокие из них могут блокировать тепло, не давая ему достичь нижних компонентов. Чтобы решить эту проблему, потребуется использовать несколько ламп или устройство для вращения плат. Также необходимо следить за рабочими вентиляторами – если их мощность недостаточна, оставшееся тепло может повлиять на точность работы датчиков.