Warum Vakuum-Infrarotstrahlung die beste Lösung für die Aushärtung von Halbleitern ist
Die Welt der Halbleiter entwickelt sich endlich in Richtung „grüner“ und bleifreier Standards. Es ist höchste Zeit dafür. Zu lange haben wir auf Konvektionsöfen sowie aggressive Chemikalien zurückgegriffen – doch das führt nur dazu, dass Energie verschwendet wird und Schmutz auf den Wafern zurückbleibt.
Wenn Sie eine Lösung für dieses Problem suchen, dann sind vakuumkompatible Infrarotheizungen die richtige Wahl.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich vor: Im Vakuum gibt es keinen Luftstrom. Ohne Luft gibt es keine Konvektion. Man kann also keine heiße Luft auf etwas blasen, wenn es keine Luft gibt, mit der man bläsen könnte.
Deshalb kommt das Infrarot ins Spiel. Es nutzt elektromagnetische Wellen, um direkt auf das Substrat einzustrahlen. Dadurch wird keine Zeit damit verschwendet, die Wände eines großen Behälters oder tausende Kubikfuß leerer Raum zu erwärmen. Stattdessen wird nur das Zielobjekt erwärmt.
Es ist schnell – wirklich sehr schnell. Und es ist zweifellos die effizienteste Methode, um die Arbeit zu erledigen.
Reinigung des Prozesses
Bleifreie Lötstoffe sowie umweltfreundliche Harze sind etwas empfindlich. Sie benötigen ein sehr präzises Temperaturprofil. Wenn die Temperatur zu hoch ist, wird der Chip beschädigt. Zu niedrig? Dann fehlt die notwendige Aushärtung – und man hat einen ganzen Produktionszyklus verschwendet.
Wir nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung, um die Temperatur schnell und präzise zu erhöhen.
Das Beste daran: Man kann auf die flüchtigen organischen Verbindungen verzichten, die früher zum Beschleunigen des Trocknungsprozesses verwendet wurden. Indem man Luft und Chemikalien eliminiert, erreicht man einen Prozess ohne Emissionen. Das ist für alleBetroffenen vorteilhaft.
Die Herausforderungen (technische Einbußen)
Hier liegt jedoch das Problem: Hochintensive Infrarotheizungen erzeugen eine enorme Menge an Wärme. Das ist zwar gut für die Produktionsgeschwindigkeit, doch es belastet die Hardware stark.
Ich habe bereits viele Systeme gesehen, die ausfielen, weil der Kühlwasserkreislauf nicht für die tatsächliche Leistung der Heizlampen ausgelegt war. Wenn man die Strahlungsleistung nicht mit der Wärmeabgabe des Behälters in Einklang bringt, entstehen Probleme wie Ausgasungen oder beschädigte Dichtungen.
Ein paar Tipps: Verwenden Sie Leitungen mit hoher Temperaturbeständigkeit. Und achten Sie darauf, dass Ihre Vakuumpfanne der thermischen Ausdehnung der Quarztube standhalten kann. Andernfalls müssen Sie ständig mit Leckagen kämpfen, sobald die Lampen eingeschaltet werden.