Warum wir auf Infrarot-Härtung in bleifreien Fabriken umsteigen
Die meisten Halbleiterfabriken geben endlich diese alten Konvektionsöfen sowie die auf Lösungsmittel basierenden Trocknungsverfahren auf. Es ist an der Zeit dafür. Wir sehen eine deutliche Tendenz zur Verwendung von Infrarot-Härtung – schließlich ermöglicht sie es, die „grünen“ und bleifreien Anforderungen zu erfüllen, ohne die Produktion zu verlangsamen.
So funktioniert die Physik hinter der Infrarot-Härtung
Stellen Sie sich heiße Luft vor: Sie ist langsam. Zuerst muss die Luft erhitzt werden, anschließend die Wände der Kammer – und erst dann der eigentliche Werkstoff. Bei Infrarot hingegen wird die Energie direkt in den Werkstoff geleitet.
Bei der Verwendung bleifreier Lötmethoden oder Photoresisten kann man nicht einfach nur Wärme einwirken lassen – sonst würde der Wafer verzerrt werden. Mit Infrarot kann man gezielte Absorptionsbänder auswählen. Es ist wie ein präziser Schlag: Die Wärme gelangt genau dorthin, wo sie benötigt wird – während der Rest der Umgebung kühl bleibt.
Und dann gibt es noch die Stromkosten
Die traditionelle Trocknung erfordert enorme Heizgeräte und Blasgeräte, die 24/7 in Betrieb sind. Das ist verschwendete Energie. Infrarotlampen hingegen erreichen ihre Betriebstemperatur bereits nach wenigen Sekunden. Sobald der Schalter umgelegt wird, sind sie bereit – und die Härtung kann beginnen.
Kein langes Warten mehr auf Aufwärmzyklen, die viel Energie verbrauchen. Außerdem muss man sich keine Sorgen machen, dass Staubpartikel in den Reinraum gelangen – alles bleibt unter Kontrolle.
Aber es ist nicht alles perfekt
Infrarot ist zwar schnell – doch man muss vorsichtig sein. Wenn man hochintensive Kurzwellen-Infrarotstrahlen verwendet, kann es dazu kommen, dass die obere Schicht zu schnell härtet und dadurch Lösungsmittel darunter eingeschlossen werden. Das sieht nicht gut aus.
Man muss die Position der Lampen sowie die Geschwindigkeit des Transportbands genau steuern, damit die Wärme durchgehend wirken kann. Falls das Kühlsystem nicht stark genug ist, um die von dem Wafer abgestrahlte Wärme zu kompensieren, wird die Prozesstemperatur ansteigen.
Wir setzen auf Infrarot – weil es sowohl für die Umwelt als auch für die Kostenvorteile sinnvoll ist. Dadurch werden giftige Lösungsmittel vermieden und der Stromverbrauch gesenkt. So einfach ist das.