Warum wir auf Infrarot-Härtung für bleifreie Chips umsteigen
Seien wir ehrlich: Diese alten Konvektionsöfen sind wirklich lästig. Sie sind sperrig, langsam und verbrauchen eine Menge Energie nur dazu, die Luft um das Bauteil zu erwärmen.
Deshalb gibt es einen starken Trend hin zur Infrarot-Härtung. Es handelt sich dabei um eine viel effektivere Methode, um die „ökologischen“ und bleifreien Anforderungen zu erfüllen – ohne dass die Fertigungslinie dadurch verlangsamt wird. Anstatt den ganzen Raum zu erwärmen, sendet das Infrarotlicht die Energie direkt in das Substrat. So müssen keine großen Lüftungsanlagen mehr verwendet werden, und es geht auch weniger Energie verloren.
Wie die Wärme tatsächlich wirkt
Stellen Sie sich das wie einen Mikrowellenherd im Vergleich zu einem herkömmlichen Ofen vor. Bei der Infrarot-Härtung werden elektromagnetische Strahlungen genutzt, um die Moleküle in der Schicht oder im Widerstand schnell in Bewegung zu setzen. Wir verwenden Kurzwellen- oder Mittelwellenemitter, um die benötigte Wärme zu erzeugen – und das ganz schnell.
Das Beste daran: Man muss nicht das gesamte Gehäuse des Geräts erwärmen. Man erwärmt nur die Wafer. Dadurch wird Energie eingespart, und der gesamte Prozess bleibt effizient.
Der „versteckte“ Held: Teflon-Isolierungen
Hier wird es kompliziert. Hochintensive Infrarotheizgeräte werden in sehr kleinen Bereichen extrem heiß. Wenn man normale PVC- oder Silikonleitungen verwendet, schmelzen diese. Schlimmer noch: Sie geben chemische Dämpfe ab – was in einer Reinräumumgebung ein Albtraum ist.
Deshalb verwenden wir Leitungen mit Teflon-Isolierung. Teflon kann hohe Temperaturen aushalten. Während andere Kunststoffe schmelzen, bleibt Teflon stabil. Noch wichtiger ist jedoch, dass Teflon keine flüchtigen organischen Verbindungen freisetzt. Wenn man eine grüne, bleifreie Produktionslinie betreibt, darf die Isolierung der Leitungen die Wafer nicht verschmutzen.
Einige Dinge, auf die man achten muss
Teflon ist zwar nicht perfekt – es ist etwas steifer als Silikon. Wenn man versucht, es in eine enge Schleife zu biegen, entstehen Knicke oder Risse in der Isolierung.
Wenn man die Heizgeräte verdrahtet, sollte man etwas Spielraum lassen, damit keine Spannung auf den Steckkontakten entsteht. Außerdem sollten die Infrarotlampen nicht direkt mit den Leitungen in Berührung kommen. Auch Teflon hat schließlich eine Bruchgrenze. Wenn das Gehäuse nicht richtig belüftet wird, kann die dort ansammelnde Wärme die Leitungen zerstören.
Mit ein paar kleinen Anpassungen erhält man ein System, das schnell, sauber und langlebig ist.