Przejście na bezołowiowe metody utwardzania przy użyciu promieniowania podczerwonego
Świat półprzewodników w końcu porzuca stare metody suszenia oparte na rozpuszczalnikach oraz procesy wykorzystujące ołów. Większość z nas przechodzi na cyfrowe metody utwardzania przy użyciu promieniowania podczerwonego – i to z dobrego powodu.
Pomyślmy o tym w ten sposób: piec konwekcyjny marnuje mnóstwo czasu na podgrzewanie powietrza wokół elementu, który ma być utwardzony. Promieniowanie podczerwone działa inaczej – dociera bezpośrednio do podłoża. To oznacza, że możemy obejść się bez chemicznych katalizatorów i ciężkich rozpuszczalników, które zwykle psują środowisko pracy i emitują szkodliwe gazy podczas procesu suszenia.
Dlaczego fizyka ma tu kluczowe znaczenie?
Dzięki cyfrowym kontrolerom można ustawić określoną temperaturę i utrzymać ją na tym poziomie. Nie trzeba już marnować energii na podgrzewanie całej konstrukcji maszyny. Do sterowania temperaturą używamy algorytmów typu PID. Brzmi to technicznie, ale w praktyce polega to po prostu na zapobieganiu przekroczeniu ustalonej temperatury. Podczas pracy z bezołowiowymi spoinami lub klejami nawet niewielki wzrost temperatury o 5 stopni może zniszczyć całą partię produktu. To koszmar. Cyfrowe sterowanie sprawia, że temperatura pozostaje stała i przewidywalna.
Ponadto, ponieważ promieniowanie podczerwone przekazuje energię za pomocą fotonów, nie potrzebuje żadnego nośnika. Jest szybkie – naprawdę szybkie. Czas nagrzewania skraca się z minut do sekund. Ponadto, urządzenia są mniejsze, ponieważ nie potrzebujemy dużych urządzeń do wentylacji ani urządzeń do oczyszczania powietrza z szkodliwych gazów.
To nie jest tylko kwestia „bezołowiowości”
Przejście na bezołowiowe metody nie dotyczy tylko samego rodzaju spoin czy klejów. Chodzi także o to, jak kontrolować temperaturę. Tradycyjne metody suszenia wymagają dużego przepływu powietrza, co – bądźmy szczerzy – tylko rozprasza kurz i cząsteczки na powierzchni produktu. Promieniowanie podczerwone nie wymaga kontaktu z powierzchnią produktu, więc doskonale pasuje do warunków panujących w czystych pomieszczeniach. Unikamy w ten sposób konieczności płacenia za zbędne podgrzewanie dużych ilości powietrza.
Trudności
Nie jest to jednak proste. Wysokointensywny przepływ promieniowania podczerwonego może powodować problemy. Trzeba więc uważać na chłodnice i inne elementy, które mogą sprawić, że temperatura stanie się zbyt wysoka. Jeśli kontroler nie jest dostosowany do specyficznej emisji materiału, powierzchnia może zostać poparzona, podczas gdy środek materiału pozostanie nierozgrzany. Trzeba znaleźć taką kombinację, aby długość fali lampy odpowiadała stopniowi absorpcji światła przez materiał. W przeciwnym razie energia będzie tracona na próżno.