چرا ما از فناوری مادون قرمز برای تولید نیمههادیهای بدون سرب استفاده میکنیم؟
دنیای نیمههادیها در حال تلاش برای رسیدن به استانداردهای «سبز» و بدون سرب است. این اقدام درستی است، اما باعث تغییر در نحوه مدیریت گرما میشود.
برای مدت طولانی، همه از فرهای حرارتی استفاده میکردند. مشکل این بود که برای گرم کردن یک ویفر کوچک، باید مقدار زیادی هوا را گرم کرد؛ این کار در واقع هدر دادن انرژی بود.
به همین دلیل از فناوری مادون قرمز برای گرم کردن مواد استفاده میکنیم. به جای گرم کردن هوا، انرژی مستقیماً به سطح ماده منتقل میشود.
این روش سریعتر است. با استفاده از مادون قرمز، فوتونها بلافاصله به سطح ماده برخورد کرده و گرما تولید میشود. این روش باعث کاهش زمان لازم برای گرم کردن مواد از دقایق به ثانیهها میشود. در خطوط تولید با حجم بالا، عدم وجود تأخیر در گرم شدن مواد باعث کاهش هزینههای انرژی و افزایش بازدهی تولید میشود. علاوه بر این، نیازی به استفاده از مواد گرمایشی سنگین و مبتنی بر حلالها نیست؛ این امر باعث تمیزتر شدن کل فرآیند تولید میشود.
اما مشکل اینجاست که جوشکاریها و پوششهای بدون سرب، نسبت به مواد قدیمی، حساسیت بیشتری به دما دارند. اگر دما بیش از حد باشد، سطح ماده دچار تغییر شکل میشود؛ این یک مشکل بزرگ است. با استفاده از مادون قرمز، میتوانیم طول موج نور را تنظیم کنیم؛ یعنی میتوانیم بین موجهای کوتاه و متوسط تنظیم کنیم تا دقیقاً مطابق با نیاز ماده، گرما تولید شود.
البته این روش کاملاً بدون معایب نیست؛ یک تضاد وجود دارد. لامپهای با توان بالا، مقدار زیادی گرما تولید میکنند؛ این موضوع اگرچه برای سرعت تولید خوب است، اما فشار زیادی بر سیستمهای خنککننده وارد میکند. اگر ساختار دستگاه برای خنک کردن این گرمای اضافی مناسب نباشد، فیلامنتها خیلی سریع خراب خواهند شد. بنابراین باید تعادلی بین سرعت گرم کردن و توانایی سیستم خنککننده پیدا کرد.
در نهایت، به نظر میرسد این تنها راه واقعی برای پیشرفت در تولید نیمههادیهای بدون سرب باشد. این روش باعث کاهش اثرات منفی ناشی از استفاده از عناصر گرمایشی سنگین میشود و همچنین با قوانین شیمیایی سختگیرانه در کارخانههای تولید نیمههادیها سازگار است.