Waarom we de ovens vervangen door IR-technologie voor het drogen van componenten in slimme sensoren
Al langrekte tijd werd er voor de verpakking van halfgeleiders gebruik gemaakt van enorme convectieovens. Maar dat begint te veranderen. We stapelen over op IR-technologie, vooral omdat de wereld steeds meer vraagt om ‘loodvrije’ en milieuvriendelijke oplossingen. Bij het maken van slimme sensoren moet je een moeilijk evenwicht bewaren: je moet de harsen of lijmstoffen drogen, maar je kunt niet zomaar vuur gebruiken of giftige oplosmiddelen toepassen.
Het verschil tussen convectie en IR-technologie is groot. Bij convectie wordt de lucht verhit, in de hoop dat deze de componenten ook kan verwarmen. Dit proces is traag en vereist veel energie. IR-technologie werkt anders: hierbij wordt elektromagnetische straling gebruikt om het materiaal rechtstreeks te verwarmen. Het is dus alsof de componenten van binnenuit worden verwarmd. Omdat de energie het materiaal binnendringt, kan het materiaal veel sneller drogen. Bovendien hoeven we geen giftige chemische stoffen meer te gebruiken.
De uitdagingen met leadvrije materialen
Als je al ervaring hebt met leadvrije lassen of polymers, weet je dat deze materialen zeer gevoelig zijn voor temperatuurstijgingen. Ze hebben maar een klein temperatuurbereik. Eén kleine fout kan ervoor zorgen dat het materiaal beschadigd raakt. Met IR-lampen kunnen we de golflengte aanpassen aan het specifieke materiaal dat we gebruiken. Hierdoor kan het materiaal snel op de gewenste temperatuur komen, zonder dat we op een grote oven hoeven te wachten. We gebruiken meestal kortegolf- of middengolf-IR-lampen, zodat de apparatuur compact blijft en de energierekening laag blijft.
De nadelen (want die zijn er altijd)
IR-technologie is echter geen magische oplossing. Je moet nog steeds rekening houden met het ‘schaduweffect’. Als de sensorverpakking een vreemde vorm heeft of een complexe geometrie, kunnen de IR-stralen niet ieder hoekje bereiken. Als de onderkant van de verpakking koud blijft, krijg je problemen. Er kan ongelijkmatige uitzetting optreden, waardoor de sensor beschadigd kan raken. De oplossing? Je moet goed plannen hoe de lampen worden geplaatst. Gebruik bijvoorbeeld dubbelzijdige lampen of een draaiende constructie, zodat de warmte overal even goed komt. Het vereist wat meer planning, maar de resultaten zijn het waard.