Laten we het hebben over het gebruik van infraroodstraling voor het drogen van chips. We zijn overgestapt op deze methode in plaats van de ouderwetse convectieovens. Waarom? Omdat de ‘groene’ en ‘loodvrije’ standaarden in moderne fabrieken geen aanbevelingen meer zijn – ze zijn regels.
Het grote verschil zit hem in de manier waarop de hitte wordt overgedragen. In plaats van een enorme ruimte met lucht te verwarmen, bereikt de infraroodstraling rechtstreeks het oppervlak van de chip. Het gaat hier om de wetten van de fysica. Stel je voor dat de zon op je huid schijnt op een koude dag: je hoeft niet te wachten tot de lucht om je heen warmer wordt; je voelt de hitte meteen. Infraroodstraling maakt gebruik van elektromagnetische straling om vanuit de lamp rechtstreeks naar de chip te gaan. Er is geen tussenpersoon nodig, en er wordt geen energie verspild aan het verwarmen van grote hoeveelheden stikstof.
De tijd die nodig is om de chip te drogen, is ontzettend kort – het gaat om seconden, niet minuten. Hierdoor kan veel energie worden bespaard.
Het belang van ‘groene’ technologie
Loodvrije lassen vereist wat meer zorgvuldigheid. Het materiaal kan hoge temperaturen wel verdragen, maar als de temperatuurverdeling niet goed is, kan dit schade toebrengen aan de chip. Met infraroodstraling kunnen we de golflengte precies instellen, zodat het materiaal van de chip de hitte kan opnemen. Bovendien is dit een schone oplossing: er wordt geen gas gebruikt voor het verwarmen, dus er zijn geen VOC’s of koolstofemissies. Dit is ideaal voor een schone productieruimte: geen verbranding, geen rook, en geen risico op vervuiling.
Het lastige punt: de afstand tussen lamp en chip
Hier wordt het meestal lastig voor ingenieurs. Het gaat om de afstand tussen de lamp en de chip. Als de afstand te klein is, kunnen er hete plekken ontstaan of wordt de fotoresist gesmolten. Als de afstand te groot is, neemt de productietijd toe en wordt er tijd verspild. We bepalen de juiste afstand door rekening te houden met de vermogenssterkte van de lamp en de thermische massa van de chip.
Een laatste ding om in gedachten te houden: hoge intensiteit van de infraroodstraling zorgt voor veel druk op de koelsystemen. Als je probeert de tijd te versnellen door de vermogenssterkte op te voeren, moeten de koelsystemen sterk genoeg zijn om de hitte weg te halen. Anders kunnen de chips verbuigen. En dat wil natuurlijk niemand.