Mengapa kita beralih ke penggunaan sinar inframerah untuk semikonduktor bebas timbal
Dunia semikonduktor terus berupaya menerapkan standar “hijau” dan semikonduktor bebas timbal. Ini merupakan langkah yang tepat, tetapi hal ini mengubah cara kita dalam menangani masalah panas.
Selama ini, semua orang menggunakan oven konveksi untuk memanaskan bahan-bahan semikonduktor. Masalahnya adalah diperlukan energi yang sangat besar untuk memanaskan udara dalam jumlah besar, hanya agar wafer kecil bisa dipanaskan. Ini merupakan pemborosan energi yang sangat besar.
Itulah sebabnya kita menggunakan metode pemanasan dengan sinar inframerah. Alih-alih memanaskan udara, energi dikirim langsung ke permukaan bahan yang akan dipanaskan. Cara ini jauh lebih cepat. Dengan sinar inframerah, foton akan langsung berubah menjadi panas begitu menyentuh permukaan bahan tersebut. Waktu yang diperlukan untuk memanaskan bahan pun berkurang dari menit menjadi detik saja. Dalam proses produksi skala besar, hal ini tentu sangat membantu, karena biaya listrik akan berkurang dan kapasitas produksi meningkat. Selain itu, tidak perlu lagi menggunakan zat pemanas berbasis pelarut, sehingga prosesnya menjadi lebih bersih.
Namun, ada tantangan tersendiri: solder dan lapisan pelindung yang digunakan dalam semikonduktor bebas timbal memiliki rentang suhu yang lebih sempit dibandingkan jenis solder yang menggunakan timbal. Jika suhu terlalu tinggi, substrat akan rusak. Dengan sinar inframerah, kita dapat menyesuaikan panjang gelombangnya, sehingga suhu yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan bahan tersebut. Dengan demikian, kita dapat mendapatkan suhu yang diinginkan tanpa harus memanaskan seluruh komponen hingga meleleh.
Tapi tentu saja, ini bukanlah solusi yang sempurna. Ada trade-off yang perlu dipertimbangkan. Lampu berintensitas tinggi tersebut menghasilkan panas yang sangat besar. Meskipun hal ini bagus untuk percepatan proses, namun hal ini juga memberikan tekanan besar pada sistem pendingin. Jika rangka mesin tidak dirancang untuk mengeluarkan panas tersebut, filamen lampu akan cepat rusak. Kita perlu menemukan keseimbangan antara kecepatan pemanasan yang diinginkan dan kemampuan sistem pendingin untuk menangani panas tersebut.
Pada akhirnya, ini merupakan satu-satunya cara yang efektif. Cara ini dapat mengurangi dampak negatif dari penggunaan elemen pemanas berintensitas tinggi, serta sesuai dengan aturan kimia yang ketat di pabrik-pabrik modern.