Warum die Infrarotbehandlung bei der Waferverarbeitung sinnvoll ist
Wenn Sie schon einmal Zeit in einer Fertigungseinrichtung verbracht haben, kennen Sie sicherlich die Probleme mit den Konvektionsöfen. Im Grunde handelt es sich dabei um riesige Behälter, die jede Kubikzentimeter Luft erhitzen müssen, nur damit das Wafer auf die richtige Temperatur gebracht werden kann. Das ist eine enorme Energieverschwendung.
Die Infrarotbehandlung ändert das grundlegend. Anstatt die Luft zu erhitzen, wird die Strahlungsenergie direkt auf die Oberfläche des Wafers abgegeben. Das ist effektiv und energiesparend – und außerdem viel intelligenter.
Die richtige Temperatur erreichen – ohne Energieverschwendung
Beim löteten Verbinden ohne Blei ist der Toleranzbereich sehr gering. Man benötigt eine hohe Wärmestärke – und zwar sofort. Infrarotlampen ermöglichen es uns, diese Höchsttemperaturen in kürzester Zeit zu erreichen.
Da wir nicht versuchen, die gesamte Luft im Raum zu erwärmen, hat die Maschine keine große „thermische Masse“. Das bedeutet, dass die Energiekosten sinken.
Wir verwenden Kurzwellen-Infrarotstrahlung, denn sie dringt schnell in die Klebstoffschichten sowie in das Wafer ein. So entsteht nicht das Problem, dass die Ränder überhitzt werden, während die Mitte noch kalt bleibt. Es funktioniert einfach. Zudem hilft dies dabei, die von allen angestrebten Umweltziele zu erreichen.
Die Herausforderungen bei der Implementierung
Die Einbau von Infrarotheizern in eine Produktionslinie ist nicht einfach. Man muss mit hohen Wärmeströmen umgehen können. Wir bauen solche Systeme so, dass sie schnell hochfahren und wieder abkühlen können – das ist großartig, denn dadurch können die aufwendigen Vorkühlphasen weggelassen werden.
Aber es gibt auch Herausforderungen: Die PID-Einstellungen müssen präzise sein. Infrarotstrahlung reagiert extrem schnell – falls die Steuerung auch nur leicht falsch eingestellt ist, wird die Temperatur überschritten. Ein einziger Fehler kann dazu führen, dass ganze Chargen von Wafers ruiniert werden. Auch die Kühlfans und Kühlersysteme müssen effektiv arbeiten. Wenn die Strahlungswärme in den Gehäusaufbau eindringt, kann das dazu führen, dass der Maschinenrahmen verformt wird. Das sieht nicht gut aus.
Was sich dadurch ändert
Das Beste daran: Man muss nicht mehr auf all diese schädlichen chemischen Lösungsmittel zurückgreifen, die bei der traditionellen Trocknung verwendet werden. Durch die Reduzierung der VOC-Emissionen sowie der Energieverbrauch pro Wafer kann man die Umweltvorgaben erfüllen, ohne dabei auf Geschwindigkeit zu verzichten. Man ersetzt einfach die konventionelle Heizmethode durch Infrarotbehandlung – und schon sinken die Bearbeitungszeiten und der Energieverbrauch.