Почему мы переходим на использование инфракрасного обеспечения процесса отверждения для производства чипов без свинца
В мире полупроводников наблюдается стремление к использованию технологий, не содержащих свинец, и экологически чистых решений. Это правильный подход, но он затрудняет процесс производства.
Долгое время мы использовали конвекционные печи для нагрева. Но будем честны: нагрев целого объема воздуха — это медленный процесс, к тому же это пустая трата энергии. Поэтому мы перешли на использование инфракрасного излучения. Вместо нагрева воздуха инфракрасное излучение направляется прямо на поверхность пластины. Не нужны химические растворители или другие расходные материалы. Это просто чистое, прямое нагревание.
Как это работает на самом деле
Представьте себе солнечные лучи в холодный день. Вам не нужно нагревать всю атмосферу, чтобы почувствовать тепло; фотоны просто достигают вашей кожи. Инфракрасное излучение делает то же самое: оно направляется прямо на пластину. Таким образом мы не тратим энергию на нагрев всей камеры. К тому же, поскольку ничто не касается самой пластины, не нужно беспокоиться о механических загрязнениях, которые могут испортить продукцию. Просто все происходит более чисто.
Баланс между расстоянием и температурой
Здесь есть свои сложности. Расстояние между инфракрасной лампой и пластиной имеет большое значение. Если лампы расположены слишком близко, возникают „горячие точки“, а края пластины могут быть повреждены. Если же лампы слишком далеко, время отверждения увеличивается, а скорость производства снижается. Этого никто не хочет.
Мы стараемся добиться такого баланса, при котором температура будет высокой, но однородной. Мы предпочитаем использовать лампы с высокой мощностью, потому что они быстро повышают температуру. Но необходимо точно настроить параметры работы ламп. Также нужно помнить, что пластина немного расширяется при нагреве, поэтому необходимо оставить некоторый запас.
Реальные ограничения
Инфракрасное излучение — это не волшебная палочка. У него есть свои особенности. Поскольку инфракрасное излучение действует только в линейном направлении, любые препятствия — например, поддерживающие элементы для пластины — создают „тени“. Это приводит к появлению холодных зон. Чтобы этого избежать, мы тратим много времени на настройку ламп и добавление отражателей, чтобы все части пластины получали одинаковое нагревание.
Не стоит забывать и о процессе охлаждения. Поскольку нагрев происходит очень быстро, необходима система охлаждения, способная справиться с этой задачей после того, как пластина покидает зону нагрева. Если охлаждение не будет эффективным, это может привести к проблемам.