Pourquoi nous abandonnons les fours à convection au profit des systèmes de cuisson par rayonnement infrarouge
La plupart des usines de semi-conducteurs abandonnent progressivement ces anciens fours à convection. C’est logique : avec l’exigence d’utiliser des composants sans plomb et la nécessité de réduire les coûts énergétiques, la méthode traditionnelle n’est plus suffisante.
Pensez à un four à air chaud traditionnel : en réalité, on paie pour chauffer une grande boîte métallique et tout l’air qu’elle contient, uniquement afin de réchauffer un petit élément. C’est du gaspillage.
Le rayonnement infrarouge, lui, fonctionne différemment. Au lieu de chauffer toute la pièce, il envoie des radiations électromagnétiques directement vers le substrat. C’est plus rapide et plus efficace.
Ce qui est intéressant, c’est que le rayonnement infrarouge cible précisément les bandes d’absorption spécifiques de l’adhésif ou du photorésiste utilisé. On n’a pas besoin de lutter contre l’air ; on agit directement sur l’élément à traiter. Ainsi, on n’a pas à attendre indéfiniment que l’équipement se réchauffe.
Lorsqu’on travaille avec des processus sans plomb, il est essentiel de contrôler précisément la température. Une petite erreur peut entraîner des problèmes tels que des ponts de soudure ou des vides dans les composants. En utilisant des rayonnements infrarouges à courte longueur d’onde, on obtient une forte densité thermique à la surface, sans avoir à chauffer toute la carte électronique.
Quant à l’économie d’énergie… elle est réelle. Les systèmes de convection perdent beaucoup de chaleur. En revanche, les lampes infrarouges s’allument et s’éteignent presque instantanément. Fini les longs cycles de préchauffage ennuyeux. De plus, comme on ne dépend pas d’une consommation importante de gaz ou de solvants, l’environnement de travail devient plus propre. C’est donc une manière beaucoup plus simple d’atteindre les objectifs liés à l’écologie, car on utilise moins d’énergie par wafer.
Mais ce n’est pas tout. Il y a des compromis à prendre. On obtient une vitesse incroyable, mais il faut gérer la concentration de chaleur. Si le wafer n’est pas parfaitement centré ou si la géométrie de la lampe n’est pas correcte, il peut y avoir des points chauds. Il faut également s’assurer que les systèmes de refroidissement peuvent gérer la chaleur rejetée par le substrat. Et si la bande transportatrice est trop lente par rapport à la puissance de la lampe ? Les bords des composants risquent d’être brûlés.
C’est un équilibre à trouver constamment : il faut trouver un compromis entre la vitesse de traitement et la précision thermique requise. Mais une fois cet équilibre trouvé, c’est tout autre chose.