Laten we het hebben over het gebruik van infraroodstraling voor het drogen en vervolmaken van chips.
Als je werkt met leidvrije halfgeleiders, weet je vast al dat drogen en vervolmaken een lastig proces kan zijn. Daarom gebruiken de meesten van ons infraroodstraling om dit proces te versnellen.
Stel je eens voor: een conventionele oven is net zoals een ruimteverwarmer – je moet eerst alle lucht opwarmen. Infraroodstraling werkt echter anders: de energie gaat rechtstreeks van de lamp naar het oppervlak van de chip. Geen chemische oplosmiddelen, geen verspilling van grote hoeveelheden gas. Gewoon directe hitte.
Hoe de energie zich verplaatst
We gebruiken korte- en middengolfemitters, omdat deze precies op de plekken terechtkomen waar de fotoresist of lijm hitte absorbeert.
Het goede nieuws is dat de hitte niet alleen in de kamer blijft hangen. Ze bereikt het substraat en wordt onmiddellijk omgezet in thermische energie. Het is een veel schone manier om te werken. Je hoeft geen enorme hoeveelheden energie te gebruiken om een grote stalen kast op te warmen, terwijl je eigenlijk alleen maar een 300 mm grote chip hoeft op te warmen.
Het evenwicht: afstand en dichtheid
Hier wordt het interessant. De afstand tussen de lamp en de chip bepaalt de krachtsterkte van de hitte. Als ze te dicht bij elkaar staan, kunnen de randen van de chip beschadigen of zelfs barsten ontstaan. Maar als ze te ver uit elkaar staan, duurt het langer voordat de chip klaar is.
We besteden veel tijd aan het instellen van de focale afstanden, zodat de hitte gelijkmatig over het hele oppervlak van de chip wordt verdeeld. Omdat leidvrije lassen een hogere smelttemperatuur hebben dan oude, geleide lassen, hebben we lampen met hoge vermogens nodig om de chip snel op te warmen.
De nadelen (want er zijn altijd nadelen)
Snel vervolmaken is fijn, maar het legt veel druk op de apparatuur. Je kunt deze apparaten niet zomaar aansluiten en ze vergeten.
De hittedichtheid die nodig is voor leidvrije processen is enorm. Als je geen goede koelingssysteem hebt, kunnen de reflectoren vervormen en kunnen de bedradingen beschadigen. Zonder een goed koelsysteem zullen de lampen veel eerder kapotgaan dan nodig is.
Het is een simpel compromis: je krijgt geen giftige uitstoot en je bespaart op energiekosten. In ruil daarvoor moet je wel goed opletten op de koeling. Het is een veel betere manier om te werken dan het gebruik van oude, inefficiënte verwarmingselementen.