Kurşunsuz çipler için neden IR teknolojisine geçiyoruz?
Eğer yarı iletkenlerin kurutulması ve sertleştirilmesi konularıyla ilgileniyorsanız, eski yöntemi biliyorsunuzdur: Her şeyi devasa bir konveksiyon fırınına koyup beklemek. Ancak durum değişiyor. “Yeşil” ve kurşunsuz standartlara doğru yapılan bu geçişle birlikte, infrared (IR) teknolojisine büyük bir ilgi var.
Bunun avantajı nedir? Tüm odayı ısıtmak zorunda kalmadan, wafer veya substratın istenen sıcaklığına ulaşılabilir.
Enerji kaybını azaltmak
Standart bir sıcak hava fırını düşünün. Aslında bu, kendi duvarlarını ve içindeki havayı ısıtmak için çok fazla enerji harcayan devasa bir metal kutudur. Bu oldukça verimsizdir.
IR teknolojisi ise farklıdır. Hava yerine, IR lambaları elektromanyetik radyasyon yayarak doğrudan iş parçasına ulaşır. Böylece kaplama veya lehim macununun molekülleri titreşir.
Bu süreç oldukça hızlıdır; dakikalar yerine saniyeler içinde işlem tamamlanır.
Çoğumuz bu amaç için kısa dalga boylu IR teknolojisini kullanıyoruz. Bu teknoloji, malzemenin daha derinlerine nüfuz eder; böylece lehim noktalarının alt kısmı da üst kısmıyla aynı hızda sertleşir. Bu sayede yüzeyin çok hızlı sertleşmesi sonucu oluşan sorunlar ortadan kalkar.
Kurşunsuz lehimlerin ısısını yönetmek
İşin zor yanı şu: Kurşunsuz lehimlerin erimesi için eski Pb tabanlı lehimlere kıyasla çok daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır.
Konveksiyon fırını kullanarak bu sıcaklıklara ulaşmaya çalıştığınızda, genellikle PCB substratı aşırı ısınır. Bu da levhanın bükülmesine yol açar ve kalite kontrolü yapan kişiler için büyük bir sorundur.
IR teknolojisi ise çok daha stabil bir çözüm sunar. Dalga boyunu malzemenin emdiği değere göre ayarlayabilirsiniz. Isıyı sadece ihtiyaç duyulan yerde kullanabilirsiniz. Bu hem levha için hem de gezegenimiz için daha iyidir.
Gerçekler
Ancak IR teknolojisi sihirli bir çözüm değildir. Sadece bir düğmeye basıp işinizi halletemezsiniz.
Isı düz bir linie doğru ilerlediğinden, “gölgeleme” sorunuyla uğraşmak zorundasınız. Eğer farklı yükseklikte parçalar varsa, yüksek olanlar ısının düşük olanlara ulaşmasını engeller.
Bunu düzeltmek için muhtemelen birden fazla lamba kullanmanız veya levhaları döndürebilecek bir düzeneğe ihtiyacınız olacak. Ayrıca soğutma fanlarına da dikkat etmelisiniz. Eğer onların boyutları uygun değilse, artan ısı hassas sensörleri bozabilir.