Dlaczego fabryki półprzewodników rezygnują z tradycyjnych pieców na rzecz lamp do utwardzania przy użyciu promieniowania podczerwonego?
Od dawna fabryki półprzewodników polegały na dużych piecach konwekcyjnych oraz licznych, szkodliwych chemicznych środkach do realizacji procesów produkcyjnych. Ale sytuacja się zmienia. Coraz więcej fabryk przechodzi na lampy do utwardzania przy użyciu promieniowania podczerwonego. Dlaczego? Ponieważ są one szybsze, bardziej efektywne i pasują do trendu zmierzającego ku produktom bez ołowiu i ekologicznym rozwiązaniom.
Koniec z ogrzewaniem powietrza
Pomyślmy o tym, jak funkcjonuje tradycyjny piec. Najpierw nagrzewamy powietrze, a potem to powietrze nagrzewa płytkę krzemową. To powolny proces i straty energii.
Promieniowanie podczerwone jest inne – jest bezpośrednie. Lampy wytwarzają promieniowanie, które dociera dokładnie tam, gdzie jest potrzebne – na powierzchnię fotorezystu lub pasty lutowniczej. Używamy promieniowania o krótkiej i średniej długości fali, aby natychmiast przekroczyć warstwę powierzchniową. Ponieważ jest to tak skuteczne, nie musimy korzystać z chemicznych środków zawierających VOC czy fluksu na bazie ołowiu, aby obniżyć temperaturę topnienia.
Szybkość i „problem ciepła”
Stopy bez ołowiu wymagają specjalnych warunków temperaturowych, aby mogły się prawidłowo utwardzić. Aby to osiągnąć, używamy lamp o dużym wydajności na jednostkę długości.
To szybkie. Naprawdę szybkie. Mówimy tu o sekundach, a nie minutach. Ponadto urządzenia te zajmują znacznie mniej miejsca na podłodze pomieszczeń czystych.
Ale jest jeden problem. Gdy wytwarzana jest taka ilość energii, wszystko szybko się nagrzewa. Trzeba więc upewnić się, że systemy odprowadzania ciepła są wystarczająco sprawne. Jeśli nie usuniemy tego nadmiaru ciepła z krawędzi płytki krzemowej, może dojść do jej odkształcenia, co jest koszmarem, którego nikt nie chce.
Utrzymanie czystości
A co najlepsze? Systemy oparte na promieniowaniu podczerwonym są po prostu czyste. Nie ma żadnych produktów spalania ani dziwnych strumieni powietrza, które trzeba filtrować. Nie musimy też dmuchać gorącym powietrzem w sterylnym środowisku, co oznacza, że znacznie mniej cząsteczek dostaje się w miejsca, gdzie nie powinny być.
A gdy lampa w końcu przestanie funkcjonować? To proste. Wystarczy wyciągnąć starą lampę, włożyć nową, sprawdzić konektory na obecność osadów tlenku i można znów kontynuować pracę. Żadnych skomplikowanych systemów chemicznej obróbki, żadnych problemów. Po prostu wymiana lampy i można kontynuować pracę.