چرا استفاده از روش پختن با امواج مادون قرمز، بهترین راه برای تولید نیمههادیهای بدون سرب است؟
بیایید صادق باشیم: فرهای سنتی دیگر مناسب نیستند. اکثر کارخانههای تولید نیمههادی، به سمت استفاده از روش پختن با امواج مادون قرمز روی آوردهاند؛ و دلایل خوبی برای این کار وجود دارد. این روش، بدون کاهش سرعت فرآیند تولید، به اهداف مربوط به استفاده از مواد بدون سرب و صرفهجویی در مصرف انرژی کمک میکند.
دیگر نیازی به گرم کردن هوا نیست
فرآیند کارکرد یک فر سنتی را در نظر بگیرید: ابتدا هوا گرم میشود، و سپس همان هوا، ویفرها را گرم میکند. این روش، روشی غیرمستقیم است و منجر به هدررفت مقدار زیادی انرژی میشود.
اما روش مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تابش الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی به مستقیماً به سطح ماده مورد نظر استفاده میکند. در این روش، فقط بخشهایی که نیاز به خشک شدن دارند، گرم میشوند.
این روش دقیق و کارآمد است؛ و کاملاً منطقی به نظر میرسد.
کنترل دقیق دما
لحیمها و چسبهای بدون سرب، نیاز به دماهای بالاتری دارند؛ همچنین، نیاز به کنترل دقیق دما نیز وجود دارد.
اگر دما بیش از حد باشد، تراشهها خراب میشوند؛ اگر دما کم باشد، اتصالات نامناسبی ایجاد میشود.
با استفاده از لامپهای مادون قرمز، میتوان دما را به طور دقیق کنترل کرد؛ یعنی دما در عرض چند ثانیه به حد مطلوب میرسد. این روش، از خشک شدن طولانی مدت ماده جلوگیری میکند؛ چون در این صورت، ماده ممکن است تحت تأثیر گرما، تغییر شکل دهد.
معایب این روش (چون هیچ چیز کامل نیست)
بهترین نکته این است که هزینه انرژی کاهش مییابد؛ نیازی به انتظار برای گرم شدن فر نیست. کافی است کلید را فشار دهید؛ فوتونها به ماده مورد نظر برخورد کرده و فرآیند تولید ادامه پیدا میکند.
اما مشکل اینجاست که روش مادون قرمز، نیاز به خط دید مستقیم دارد؛ اگر ویفر دارای شکل پیچیده یا شیارهای عمیقی باشد، ممکن است مشکلاتی پیش بیاید. نمیتوان فقط لامپ مادون قرمز را جایگزین لامپهای سنتی کرد؛ بلکه باید فاصله لامپ از ماده و طول موج آن را به درستی تنظیم کرد تا گرما به طور یکنواخت در سطح ماده پخش شود. این کار نیاز به برنامهریزی دارد، اما نتایج آن ارزشمند است.
حفظ تمیزی محیط
از نظر زیستمحیطی نیز، این روش مزایای زیادی دارد؛ چون هیچ احتراقی رخ نمیدهد، هیچ گاز سمیای از عناصر گرمایشی انتشار نمییابد، و نیازی به استفاده از کاتالیزورهای حاوی سرب برای تسریع فرآیند تولید نیست.
این یک روش تمیز و الکتریکی است؛ و کاملاً با اهداف جهانی مربوط به ساخت کارخانههای سبز سازگار است.