Pourquoi nous abandonnons les fours traditionnels au profit du séchage par rayonnement infrarouge pour les capteurs intelligents
Pendant longtemps, l’emballage des semi-conducteurs a dépendu de ces grands fours de convection. Mais les choses évoluent. Nous passons désormais au séchage par rayonnement infrarouge, principalement parce que le monde entier cherche à réduire l’utilisation du plomb et à privilégier les énergies propres. Lorsqu’on fabrique des capteurs intelligents, il faut trouver un équilibre délicat : il est nécessaire de sécher les résines ou de faire durcir les adhésifs, mais on ne peut pas simplement chauffer le silicium avec de la chaleur ou utiliser des solvants nocifs.
La différence fondamentale
La convection consiste essentiellement à chauffer l’air, dans l’espoir que cet air réchauffe ensuite le matériau. C’est lent et coûteux en énergie. Le rayonnement infrarouge, lui, fonctionne différemment : il utilise des rayonnements électromagnétiques pour atteindre directement le matériau. On peut donc dire que c’est un chauffage de l’intérieur vers l’extérieur. Comme l’énergie pénètre véritablement dans le matériau, son durcissement est beaucoup plus rapide. De plus, cela permet d’éviter l’utilisation de ces additifs chimiques toxiques qui étaient courants autrefois, lorsque le séchage par plomb était la norme.
Les défis liés à l’absence de plomb
Si vous avez déjà travaillé avec des soudures ou des polymères sans plomb, vous savez qu’ils sont exigeants. Ils nécessitent une plage de température très étroite. Un petit imprécision suffit pour que le matériau se déforme. C’est un véritable cauchemar.
Avec les lampes infrarouges, on peut ajuster la longueur d’onde pour qu’elle corresponde au polymère utilisé. Ainsi, on peut atteindre rapidement la température souhaitée, sans avoir à attendre que le grand four fasse son travail. En général, on utilise des lampes à ondes courtes ou moyennes pour garder l’équipement petit et réduire les coûts d’énergie.
Les limites (car il y en a toujours)
Le rayonnement infrarouge n’est pas une solution magique. Il faut encore faire face à l’« effet d’ombre ». Si le boîtier du capteur a une forme complexe, les rayons infrarouges ne peuvent pas atteindre tous les coins et recoins. Si la partie inférieure reste froide, cela pose problème. On risque alors des déformations inégales et des contraintes internes qui pourraient endommager le boîtier du capteur.
La solution ? Il faut bien planifier l’installation. Utiliser des lampes à double face ou un support rotatif permet de s’assurer que la chaleur atteigne uniformément toutes les zones. Cela nécessite un peu plus de planification, mais les résultats en valent la peine.