Warum wir goldbeschichtete Infrarotlampen für die Aushärtung von grünen Halbleitern verwenden
Die Welt der Halbleiter entwickelt sich rasant in Richtung lötfreier und VOC-freier Aushärtungsverfahren. Es geht dabei nicht nur darum, Vorschriften einzuhalten – es geht auch darum, den Prozess effizienter zu gestalten. Das Problem ist, dass herkömmliche Konvektionsöfen viel Energie verbrauchen. Sie benötigen viel Zeit, um die Luft im gesamten Behälter zu erhitzen – nur damit ein winziger Teil des Substrats erwärmt wird.
Deshalb verwenden wir goldbeschichtete Kurzwellen-Infrarotlampen. Anstatt mit der Luft zu kämpfen, strahlen diese Lampen die Wärme direkt auf das Substrat ab. Das ist effizienter.
Der „Gold-Trick“
Herkömmliche Quarzlampen verteilen die Wärme überall. In einem Reinraum ist das ein Albtraum – schließlich möchte man nicht, dass der Maschinenrahmen oder die Träger für die Wafer all diese Energie aufnehmen. Wir lösen dieses Problem, indem wir eine dünne Goldschicht auf den Quarz auftragen. Man kann sich das wie einen Hochtechnologiemirror vorstellen: Er reflektiert die Wärme zurück zum Zielbereich und konzentriert sie dort. So wird keine Energie mehr an unnötige Komponenten verschwendet – die Energie kommt genau dorthin, wo sie benötigt wird.
Die ideale Temperatur
Wenn man mit lötfreien Lötzinnen oder Klebstoffen arbeitet, handelt es sich um ein riskantes Spiel mit der Temperatur. Zu hohe Temperaturen können dazu führen, dass die Wafer beschädigt werden oder die Schaltkreise zerstört werden. Hier kommt die Geschwindigkeit der Infrarotlampen ins Spiel: Die Wärme kann in Millisekunden freigesetzt werden – fast sofort. Im Gegensatz zu Systemen mit gezwungener Luftzirkulation, die verzögert reagieren, ermöglichen diese Lampen es uns, schnell in die gewünschten Temperaturbereiche zu gelangen. Bei der Verwendung „grüner“ Chemikalien ist diese Präzision der einzige Weg, um eine hohe Ausbeute zu erreichen.
Ein paar Dinge, auf die man achten muss
Es ist zwar nicht alles Magie – doch hochintensive Infrarotstrahlung erzeugt viel konzentrierte Wärme. Selbst mit der Goldbeschichtung werden die Enden der Lampen immer noch sehr heiß. Man muss daher darauf achten, dass die Kühlfans und Wärmeableiter richtig funktionieren. Wenn die Luftzirkulation schwach ist, können die Enden der Lampen schneller ausgebrannt werden. Außerdem sollte man auf die Verkabelung achten: Die Stecker müssen in der Lage sein, den Strom ohne Schmelzen oder Überhitzung zu leiten. Meistens sind das einfache Ersatzteile – aber man braucht eine zuverlässige Stromversorgung. Wenn der Strom flackert, geht die Qualität der Aushärtung verloren.