Warum wir auf Infrarot-Härtung in Sauberkeitsschränken umgestiegen sind
In Halbleiterfabriken ist „Sauberkeit“ nicht nur ein Ziel – sie ist vielmehr das Wichtigste überhaupt. Wenn während des Trocknungs- oder Härtungsprozesses auch nur kleine Mengen an Rückständen zurückbleiben, entstehen Probleme. Lange Zeit wurden konventionelle Öfen verwendet. Doch das Problem dabei ist: Solche Öfen blasen heiße Luft überallhin. Diese Luft trägt Staub mit sich – man muss daher viel Energie investieren, um den Raum bei der richtigen Temperatur zu halten.
Deshalb nutzen wir Infrarot-Heizungen. Anstatt die Luft zu erhitzen, nutzt die Infrarot-Heizung elektromagnetische Strahlung, um direkt auf das Substrat einzwirken. Dadurch wird nicht der ganze Raum erhitzt, sondern nur das jeweilige Teil. So einfach ist das.
Umgang mit bleifreien Materialien
Der Umstieg auf bleifreie Lötmaterialien und Klebstoffe war keine leichte Aufgabe. Diese Materialien sind anspruchsvoller – sie benötigen höhere Temperaturen sowie präzisere Kontrollen bezüglich der Temperaturverhältnisse.
Infrarot-Heizungen eignen sich hervorragend für diesen Zweck, denn sie erreichen fast sofort ihre vollen Leistungswerte. Dadurch kann man hohe Temperaturen erreichen, ohne dass die gesamte Arbeitsstation in eine Art „Sauna“ verwandelt wird. Zudem handelt es sich um einen kontaktlosen Prozess – somit muss man sich keine Sorgen um mechanische Verunreinigungen oder Partikel machen, die durch die Luft getragen werden könnten. Infrarot-Heizungen passen perfekt in ISO-zertifizierte Sauberkeitsschränke und verursachen keine Probleme.
Energieverbrauch, Wärme und das Risiko von Schäden
Ein weiterer Vorteil: Man muss nicht mehr darauf warten, bis der Ofen richtig warm geworden ist. Eine Infrarotlampe erreicht bereits nach Sekunden ihre volle Leistung. Dadurch wird keine Energie mehr verschwendet – die Energie wird direkt dort eingesetzt, wo sie benötigt wird: im Photoresist oder im Klebstoff.
Aber es gibt auch Nachteile. Wenn die Geschwindigkeit des Transportbands nicht korrekt eingestellt ist oder die Zeit, in der das Substrat in der Heizzone bleibt, nicht genau kontrolliert wird, kann das Substrat überhitzt werden. Deshalb müssen robuste PID-Controller sowie Pyrometer vorhanden sein. Wenn die Sensoren auch nur leicht versagen, können die Wafern beschädigt werden. Und glauben Sie mir: Niemand möchte eine Charge Teile wegwerfen, weil die Sensoren zu langsam arbeiten.
Umweltfreundlichkeit und Einfachheit
Umweltbedingt ist Infrarot-Heizung eine hervorragende Lösung. Es entstehen keine Verbrennungsrückstände, und es sind keine schädlichen Chemikalien nötig, um Wärme zu übertragen. Dadurch sinken die Stromkosten und es werden keine VOC-reichen Mittel benötigt.
Für Ingenieure, die eine neue Produktionslinie planen, ist das eine große Erleichterung. Dadurch wird der Bedarf an Platz reduziert, und die Belastung des Lüftungssystems sinkt ebenfalls. Weniger Ausrüstung, weniger Wärme, weniger Stress.