Tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng công nghệ tia hồng ngoại để chế tạo các linh kiện bán dẫn không chứa chì?
Ngành công nghiệp bán dẫn đang nỗ lực hết sức để đạt được các tiêu chuẩn “xanh” và không chứa chì. Đó là quyết định đúng đắn, nhưng nó lại thay đổi cách chúng ta xử lý nhiệt trong quá trình sản xuất.
Trước đây, mọi người đều sử dụng lò sưởi thông thường. Vấn đề là phải làm nóng một lượng không khí lớn chỉ để làm ấm một tấm wafer nhỏ. Đó là sự lãng phí năng lượng khổng lồ.
Đó là lý do chúng ta sử dụng công nghệ tia hồng ngoại. Thay vì làm nóng không khí, công nghệ này truyền năng lượng trực tiếp vào vật liệu cần được xử lý.
Nó giúp rút ngắn thời gian xử lý.
Với công nghệ tia hồng ngoại, các photon chiếu vào bề mặt vật liệu và ngay lập tức chuyển thành nhiệt. Thời gian cần thiết để làm nóng vật liệu giảm từ vài phút xuống còn vài giây. Khi sản xuất với quy mô lớn, việc loại bỏ hiện tượng chậm trễ do nhiệt độ cao giúp giảm chi phí điện năng và tăng tốc độ sản xuất. Ngoài ra, chúng ta cũng không cần sử dụng các chất làm nóng dựa trên dung môi, điều này giúp quy trình sản xuất trở nên sạch hơn.
Nhưng có một vấn đề khó khăn: các chất keo và lớp phủ không chứa chì rất nhạy cảm với nhiệt độ. Chúng chỉ có thể chịu được một khoảng nhiệt độ nhất định. Nếu nhiệt độ quá cao, bề mặt vật liệu sẽ bị biến dạng. Với công nghệ tia hồng ngoại, chúng ta có thể điều chỉnh bước sóng để phù hợp với nhu cầu của vật liệu. Nhờ đó, chúng ta có thể đạt được nhiệt độ mong muốn mà không làm hỏng toàn bộ vật liệu.
Tuy nhiên, đây không phải là giải pháp hoàn hảo. Vẫn còn những điểm cần lưu ý. Các bóng đèn có cường độ cao sẽ tạo ra lượng nhiệt lớn. Mặc dù điều này giúp rút ngắn thời gian xử lý, nhưng nó lại gây áp lực lớn lên hệ thống làm mát. Nếu khung máy không được thiết kế để xử lý lượng nhiệt này, các bóng đèn sẽ bị cháy nhanh chóng. Chúng ta cần tìm được sự cân bằng giữa tốc độ xử lý và khả năng xử lý nhiệt của khung máy.
Cuối cùng, đây dường như là con đường duy nhất để tiến về phía trước. Nó giúp giảm lượng khí thải carbon từ các bộ phận làm nóng, đồng thời tuân thủ các quy định về hóa chất trong các nhà máy sản xuất hiện đại.