Warum wir auf die Infrarotbehandlung in den Waferfabriken umsteigen
Seien wir ehrlich: Die herkömmlichen Konvektionsöfen sind eine Qual. Sie arbeiten langsam, benötigen schädliche Chemikalien und heizen im Grunde nur die Luft in dem Raum auf. Wir weichen davon ab und setzen stattdessen auf die Infrarotbehandlung.
Der große Vorteil? Infrarotstrahlen kümmern sich nicht um die Luft – sie treffen direkt auf das Material. Deshalb gilt die Infrarotbehandlung als die beste Methode, um schließlich auf bleifreie Verbindungen zu verzichten und umweltfreundlicher zu arbeiten.
Energieeinsparung
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Forced-Air-Ofen vor. Man muss viel Geld ausgeben, nur damit die Luft im Raum warm wird. Das ist eine Verschwendung.
Mit der Infrarotbehandlung nutzen wir Sensoren und Emittoren, um das elektromagnetische Spektrum direkt auf die Oberfläche des Wafers zu richten. Da wir uns auf den Wafer konzentrieren und nicht auf den Raum, können wir auf die lösemittelbasierten Beschleuniger verzichten – solche, die mit Blei und anderen Stoffen gefüllt sind, die man keinesfalls einatmen sollte.
So bleibt der Energieverbrauch gering. Da die Hitze nicht einfach in der Luft hängt, muss die Lüftungsanlage nicht übermäßig arbeiten, um alles wieder abzukühlen. Es ist einfach sauberer.
Das Problem mit bleifreien Materialien
Wenn man mit bleifreiem Lötmaterial oder Polymeren arbeitet, weiß man, wie schwierig das sein kann. Man benötigt ein sehr genau definiertes sowie schnelles Heizeprofil. Wenn man die Temperatur zu langsam erhöht, entstehen Intermetallverbindungen – und die Verbindungen werden ruiniert.
Mit der Infrarotbehandlung können wir die gewünschte Temperatur in Sekundenschnelle erreichen.
Aber man kann es nicht einfach „einstellen und vergessen“. Wir verwenden präzise Infrarotsensoren, um den Wafer in Echtzeit zu überwachen. Es handelt sich dabei um ein geschlossenes System, das verhindert, dass der Wafer überhitzt. Wenn der Sensor fehlerhaft ist oder nicht richtig eingestellt ist, wird der Wafer verformt. Man benötigt daher hochpräzise Pyrometrie, um alles innerhalb eines Bereichs von ±1°C zu halten. Es ist eine Herausforderung, aber es ist die einzige Möglichkeit.
Die Nachteile
Infrarotbehandlungen sind zwar schnell, aber sie sind keine Magie.
Das größte Problem ist der „Randeffekt“. Da der Wafer rund ist, nehmen die Ränder die Wärme schneller auf als die Mitte. Das ist frustrierend.
Um das zu beheben, müssen wir Zeit investieren, um die Emitters anzupassen oder spezielle Reflektoren zu verwenden, um den Wärmefluss auszugleichen. Wenn man das überspringt, entsteht eine ungleichmäßige Behandlung des Wafers – und das ist ein Problem, das man unbedingt vermeiden möchte.