لماذا نتحول إلى استخدام الأشعة تحت الحمراء في تصنيع أشباه الموصلات خالية من الرصاص؟
طريقة تصنيع أشباه الموصلات تتغير. لقد بدأنا أخيرًا في التخلي عن استخدام المذيبات الضارة والمحفزات المكونة من معادن ثقيلة.
معظمنا يتجه نحو استخدام الأشعة تحت الحمراء في عملية التصنيع. لماذا؟ لأن ذلك أكثر كفاءة. بدلاً من تسخين الغرفة بأكملها أو الاعتماد على المواد الكيميائية، فإن الأشعة تحت الحمراء تؤثر مباشرة على سطح الرقاقة. إنها طريقة فعالة ونظيفة.
كيف تنتقل الطاقة في الواقع؟
يمكن تخيل الأمر بهذه الطريقة: تستخدم الأشعة تحت الحمراء الإشعاع الكهرومغناطيسي لتحريك الجزيئات الموجودة في المواد المستخدمة في عملية التصنيع.
الفرن التقليدي بطيء في عملية التسخين، لأنه يحتاج أولاً إلى تسخين الهواء. أما المصابيح التي تستخدم الأشعة تحت الحمراء، فهي تضخ الطاقة مباشرة في الرقاقة. وهذا يعني أنه لا حاجة إلى استخدام المذيبات العضوية، التي تطلق غازات سامة أثناء عملية التسخين. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم ضبط طول الموجة بحيث يتناسب مع نوع المادة، فلن يتم هدر الطاقة في تسخين غير مفيد.
المسافة المثالية
عندما يتعلق الأمر بتسخين الرقاقات، فإن المسافة مهمة جدًا.
إذا تم وضع المصابيح على مسافة قريبة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى مشاكل، مثل تكون نقاط ساخنة، أو حتى تدمير المواد المستخدمة في عملية التصنيع. أما إذا تم وضعها على مسافة بعيدة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى بطء عملية التسخين، وبالتالي انخفاض كفاءة الإنتاج.
إنها مسألة توازن؛ يجب إيجاد المسافة المثالية التي تضمن تسخينًا متساويًا دون أن يكون هناك تأثير سلبي. تذكر دائمًا: كلما كانت المسافة أصغر، كان التسخين أقوى، وبالتالي يجب تسريع سرعة نقل الرقاقات لتجنب تدميرها.
العيوب الحقيقية
من الجانب الإيجابي، فإن هذه الطريقة أكثر صديقة للبيئة، لأنها لا تتطلب استخدام مواد مستقرة تحتوي على الرصاص، كما أنها لا تسبب انبعاثات كربونية كبيرة. والأفضل من ذلك، أن عملية التسخين تتم في وقت قصير، دون الحاجة إلى انتظار دورات التسخين المسبقة.
لكن الأمر ليس مثاليًا تمامًا.
فالمصابيح التي تستخدم الأشعة تحت الحمراء تحتاج إلى تيار كهربائي كبير. إذا لم تكن شبكة الكهرباء قادرة على تحمل هذا التيار، فسيحدث انقطاع في التيار فور بدء عملية التسخين.
كما يجب التعامل مع مشكلة انتقال الحرارة إلى الأجزاء الأخرى من الجهاز. إذا لم يكن هناك نظام تبريد فعال، فسوف تؤدي الحرارة إلى تدمير الأجزاء الأخرى من الجهاز. أنا عادةً أنصح بإضافة نظام تبريد بالهواء الساخن في الجزء الخلفي من المصابيح، حتى يتم الحفاظ على استقرار الجهاز وتجنب المشاكل الخطيرة.