Warum die Infrarotbehandlung die beste Lösung für leitfreie Halbleiter ist
Seien wir ehrlich: Die alten Konvektionsöfen sind allmählich veraltet. Die meisten Halbleiterfabriken wechseln daher auf die Infrarotbehandlung – und das aus gutem Grund. Dadurch werden die Anforderungen bezüglich leitfreier und umweltfreundlicher Herstellungsmethoden erfüllt, ohne dass die Produktionsgeschwindigkeit beeinträchtigt wird.
Kein Heizen der Luft mehr nötig
Man muss sich vorstellen, wie ein herkömmlicher Ofen funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend erwärmt diese Luft wieder die Wafer. Das ist eine indirekte Methode, bei der viel Energie verschwendet wird.
Bei der Infrarotbehandlung hingegen wird elektromagnetische Strahlung verwendet, um die Energie direkt in das Substrat zu leiten. Dabei werden die spezifischen Absorptionsbänder der Klebstoffe genutzt. Anstatt den gesamten Raum in eine Sauna zu verwandeln, wird nur der Bereich erwärmt, der tatsächlich getrocknet werden muss.
Präzise und effizient
Die Infrarotbehandlung ist präzise und effizient. Zudem macht sie einfach Sinn.
Die richtige Temperatur finden
Leitfreie Lötstoffe und Klebstoffe sind empfindlich. Sie benötigen höhere Temperaturen sowie genau definierte Temperaturbereiche im Vergleich zu herkömmlichen Lötstoffen.
Wenn die Temperatur zu hoch ist, werden die Chips beschädigt. Wenn sie zu niedrig ist, entstehen schlechte Verbindungen zwischen den Komponenten. Mit Infrarotlampen kann man die Temperatur genau steuern. Dadurch wird die gewünschte Temperatur in Sekunden erreicht. Das bedeutet, dass das Substrat nicht lange Zeit der Hitze ausgesetzt ist – was sonst oft zu Verformungen führt.
Kosten und Nachteile
Der Vorteil: Die Energiekosten sinken. Es muss nicht darauf gewartet werden, bis der Ofen vorgeheizt ist. Man schaltet einfach den Schalter ein – die Photonen treffen das Substrat, und schon kann die Produktion weitergehen.
Aber es gibt auch Nachteile: Die Infrarotstrahlung kann nur in gerader Linie wirken. Wenn die Wafer eine komplizierte Form haben oder tiefe Furchen aufweisen, entstehen Probleme durch „Schattenwirkungen“. Man kann einfach keine Infrarotlampe in einen Konvektionsofen einbauen und damit zufrieden sein. Man muss die Entfernung der Lampe sowie die Wellenlänge berücksichtigen, damit die Wärme gleichmäßig verteilt wird. Das erfordert etwas Planung – doch die Ergebnisse lohnen sich.
Umweltfreundlichkeit
Außerdem ist die Infrarotbehandlung umweltfreundlich. Es kommt keine Verbrennung vor, es gibt keine Emissionen von VOCs. Auch sind keine metallbasierten Katalysatoren nötig, damit die Reaktion schneller abläuft. Es handelt sich dabei um einen sauberen, elektrischen Prozess – perfekt für die aktuellen Bestrebungen nach umweltfreundlicheren Fabriken.