Warum die Vakuum-IR-Heizung die bessere Methode zur Verarbeitung bleifreier Chips ist
Seien wir ehrlich: Die Regeln bezüglich des Einsatzes bleifreier und umweltfreundlicher Materialien in der Halbleiterproduktion sind wirklich lästig. Doch sie werden weiterhin gelten. Lange Zeit haben wir einfach alles in Konvektionsöfen erhitzt. Das Problem: Man zahlt im Grunde dafür, eine riesige Menge Luft zu erhitzen – in der Hoffnung, dass die Wafer warm genug werden. Gleichzeitig muss man darauf achten, dass kein Staub oder Schmutz auf die Wafer gelangt.
Dabei kommt die Vakuum-IR-Heizung ins Spiel. Anstatt mit heißer Luft zu arbeiten, sendet die IR-Heizung elektromagnetische Strahlung direkt in das Substrat. Das ist effizient und sauber.
Wie es eigentlich funktioniert
Stellen Sie sich vor, Sie stehen an einem Wintertag in der Sonne. Sie müssen nicht warten, bis die Luft um Sie herum warm wird – Sie spüren die Wärme sofort auf Ihrer Haut. Im Vakuum brauchen wir uns keine Sorgen darüber machen, dass die Wärme durch die Luft entweicht. Die IR-Lampen emittieren Kurzwellenstrahlung, die direkt in die Schichten des Components eindringt. Das geht unglaublich schnell. Man kann die Oberflächentemperatur erhöhen, ohne Energie für die Erhitzung jedes einzelnen Kubikzolls der Kammer zu verschwenden.
Es handelt sich dabei um eine viel effizientere Methode. Man muss keine riesigen Lüfter oder tausende Liter Gas verwenden, nur um ein paar Wafer zu bearbeiten.
Die schwierigen Aspekte (Technische Herausforderungen)
Es ist aber nicht ganz einfach. Um die für bleifreie Lötwerkzeuge oder Fotoleitungen benötigten Temperaturen zu erreichen, braucht man leistungsstarke Quarz- oder Halogenlampen. Die eigentliche Herausforderung liegt in der Abdichtung der Lampen – sie müssen im Vakuum bleiben, ohne Lecks zu verursachen. Wenn es zu Ausgasungen kommt, ist das Vakuum zerstört – und damit auch die ganze Charge. Wir verwenden spezielle Abdichtungen, um alles sicher zu halten.
Und noch ein Hinweis: Achten Sie auf die Leistungsdichte. Wenn man die Wafer mit hoher Intensität mit IR-Strahlung belastet, entstehen „heiße Punkte“. Dadurch kann ein Teil der Wafer beschädigt werden. Um das zu verhindern, muss man die Wafer drehen oder sicherstellen, dass die Lampen perfekt ausbalanciert sind. Zudem müssen die PID-Controller schnell reagieren. Die IR-Strahlung erreicht die gewünschte Temperatur fast sofort – daher muss das System mitkommen können.
Fazit
Durch den Einsatz von Vakuum-IR-Heizung können Sie giftige Lösungsmittel vermeiden und den CO2-Ausstoß bei der Trocknung reduzieren. Wenn Sie immer noch diese alten Thermaltunnel verwenden, ist das eine gute Möglichkeit, Platz zu sparen und weniger Geld für Strom auszugeben.
Ein letzter Tipp: Überprüfen Sie den Kühlwasserkreislauf. Die Lampengehäuse werden sehr heiß – Sie brauchen also ein System, das mit dieser Hitze umgehen kann, ohne auszufallen.