Perché la tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi digitali è la soluzione ideale per i standard senza piombo
Il settore dei semiconduttori sta puntando con forza verso standard ecologici e senza piombo. Sembra una soluzione eccellente, ma se si continua ad utilizzare forni tradizionali, è probabile che si noti che tali forni non sono efficaci. Questi forni spendono tutta la loro energia per riscaldare l’aria intorno al componente da trattare, il che equivale praticamente a cercare di riscaldare una casa riscaldando soltanto il vialetto d’accesso.
È qui che entrano in gioco i controller a raggi infrarossi digitali. Invece di riscaldare l’intera stanza, essi concentrano il calore direttamente sul substrato su cui viene applicato il materiale da trattare. È un metodo molto più efficiente per garantire una corretta essiccazione del materiale.
Raggiungere la temperatura giusta nei punti critici
L’essiccazione a raggi infrarossi non consiste nel riempire una grande camera con aria calda. Viene utilizzata energia emessa da dispositivi a onde corte o medie per irradiare il calore direttamente nel materiale. Poiché si tratta di radiazione, il calore penetra direttamente nella colla e nei materiali utilizzati. In questo modo si raggiunge rapidamente la temperatura di transizione vetrosa del materiale. E poiché non si spreca energia per riscaldare l’ambiente circostante, il costo energetico rimane molto basso.
Niente più “supposizioni” sulla temperatura
La parte difficile è che i materiali senza piombo richiedono più calore per fondersi. Tuttavia, c’è un equilibrio precario tra “essiccazione completa” e “danneggiamento del materiale”. Se si supera la temperatura giusta, si può danneggiare il PCB o i componenti sensibili. Nessuno vuole dovuto buttar via un intero lotto di circuiti a causa di errori nel funzionamento del forno.
Per risolvere questo problema, si utilizza una logica di controllo a loop chiuso. Si tratta di un sistema che permette di monitorare in tempo reale la temperatura della superficie del materiale; il controller regola automaticamente l’intensità dell’energia fornita non appena si raggiunge la temperatura desiderata. In questo modo si ottiene un risultato perfetto, senza danneggiare i componenti.
La realtà sul campo
Dobbiamo essere onesti: passare alla tecnologia a raggi infrarossi non è semplicemente premere un pulsante. Poiché il calore è così concentrato, è necessario regolare correttamente la velocità di trasporto dei componenti e l’isolamento necessario. Se la velocità è troppo bassa, il flusso termico potrebbe danneggiare i componenti; se invece è troppo alta, potrebbero rimanere zone non essiccate, causando problemi in seguito. L’obiettivo è trovare il giusto equilibrio tra l’intensità del calore e la velocità di trasporto dei componenti.
Secondo la mia esperienza, il modo migliore per farlo è abbinare il controller digitale a un pirometro calibrato. In questo modo non ci sono più supposizioni, e il processo diventa ripetibile, rispettando tutti gli standard RoHS e riducendo i tempi di produzione.