Dlaczego przechodzimy na utwardzanie światłem podczerwonym w przypadku półprzewodników bez ołowiu
Projektowanie urządzeń do obróbki płytek krzemowych jest obecnie dosyć skomplikowane. Ze względu na nowe regulacje dotyczące produktów bez ołowiu i przyjaznych środowisku, etapy suszenia i utwardzania znajdują się pod dużym naciskiem. Większość ludzi nadal korzysta z tych starych pieców konwekcyjnych, ale w rzeczywistości są to po prostu ogromne grzałki, które ogrzewają całe pomieszczenie. To marnotrawstwo energii, a także sposób na przypadkowe zanieczyszczenie podłoża.
Dlatego właśnie używamy utwardzania światłem podczerwonym. To po prostu rozsądniejsze rozwiązanie.
Chodzi o to, dokąd trafia ciepło
Pomyślmy o tym jak o mikrofalówce w porównaniu z tradycyjnym piecem. Światło podczerwone nie ogrzewa powietrza, lecz bezpośrednio oddziałuje na warstwę fotorezystu lub kleju znajdującą się na płytki. Dzięki temu energia dociera bezpośrednio do materiału, więc osiągamy wymaganą temperaturę w ciągu sekund – a nie minut. To klucz do osiągnięcia celów związanych z efektywnością energetyczną, bez konieczności nadmiernego wysiłku. Nie trzeba płacić za ogrzewanie ścian maszyny czy powietrza wokół niej. Energia trafia tam, gdzie jest potrzebna. Ponadto, dzięki tak szybkiemu procesowi, nie trzeba spędzać tyle czasu na chłodzeniu płytki przed przechodem do następnego etapu.
Oczyszczanie procesu chemicznego
Przejście na produkty bez ołowiu nie polega tylko na zastąpieniu lutu innym materiałem. Trzeba też uwzględnić cały proces chemiczny. Za pomocą światła podczerwonego możemy dostosować długość fali, aby pasowała dokładnie do tego, co potrzebuje środek utwardzający. Dzięki temu możemy zapewnić polimeryzację bez przypadkowego uszkodzenia podłoża. Unika się też wydzielania się niebezpiecznych związków organicznych, co zwykle dzieje się, gdy temperatura w maszynie wymyka się spod kontroli.
Wady (bo zawsze je są)
Taki poziom precyzji wymaga większej ostrożności. Ponieważ światło podczerwone działa tak szybko, istnieje ryzyko, że górna warstwa płytki zostanie natychmiast utwardzona, a rozpuszczalniki pozostaną w jej wnętrzu – co nie jest dobrze. Trzeba więc precyzyjnie dostosować parametry sensorów i profile procesu, aby uniknąć takiej sytuacji. Jeśli układ PID nie funkcjonuje prawidłowo, temperatura może przekroczyć dopuszczalne wartości, co skutkuje zniekształceniem płytki.
Projektujemy te systemy tak, aby mogły zastąpić stare urządzenia termiczne. Pamiętaj jednak, aby wentylatory chłodzące były w stanie sprostać szybkim zmianom temperatury na krawędziach płytki.