Warum Semiconductorfabriken auf große Öfen verzichten und stattdessen Infrarottechnologie nutzen
Seien wir ehrlich: Konvektionsöfen sind eine Qual. Die meisten Fabriken verwenden immer noch diese riesigen Systeme, die versuchen, die Luft in einem ganzen Raum zu erhitzen – nur damit ein winziger Wafer getrocknet werden kann. Das ist langsam und verschwenderisch. Im Grunde genommen ist das wie versuchen, einen einzigen Socken zu trocknen, indem man das ganze Haus heizt.
Infrarot-Technologie hingegen funktioniert ganz anders. Anstelle der Erhitzung der Luft werden elektromagnetische Strahlen direkt auf das Substrat abgegeben.
So funktioniert es eigentlich:
Wir passen die Wellenlänge der Lampe an den verwendeten Fotolith oder Klebstoff an. Durch die Verwendung von Kurz- oder Mittelwellenemitttern dringt die Wärme direkt in die Oberflächenschicht ein. Man muss nicht warten, bis sich ein riesiger Raum aufgewärmt hat – die gewünschte Temperatur wird bereits nach Sekunden erreicht.
Außerdem muss man wegen der direkten Wärmeeinstrahlung keine giftigen, bleihaltigen Katalysatoren oder chemischen Lösungsmittel mehr verwenden, um die Prozesse zu beschleunigen. Dadurch wird es viel einfacher, die Anforderungen bezüglich umweltfreundlicherer Produktionsverfahren einzuhalten – und es entsteht weniger Stress.
Auswirkungen auf die Stromrechnung
Wenn Sie schon einmal eine Energieprüfung durchgeführt haben, wissen Sie, wie teuer Konvektionsöfen sind. Man kann quasi sehen, wie das Geld durch die Wände und Lüftungsöffnungen entweicht.
Infrarotsysteme sind anders: Sie benötigen wenig Platz und leiten die Energie genau dorthin, wo sich der Wafer befindet. Der Aufwärmvorgang dauert nur noch Minuten – das bedeutet, dass kein Strom verschwendet wird, während die Maschine stillsteht. Man zahlt also nur für das Trocknen des Bauteils.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen)
Es ist nicht alles perfekt. Hochintensive Infrarotlampen erzeugen eine hohe Wärmestärke – das kann in einigen Fällen problematisch sein. Wenn das Kühlsystem der Fabrik nicht für die maximale Belastung ausgelegt ist, können Probleme auftreten. Die Lampen oder Förderbänder könnten überhitzen.
Der Trick besteht darin, den richtigen Balancepunkt zwischen der Leistung der Lampe und der Geschwindigkeit, mit der die Wärme abgeführt werden kann, zu finden. Wenn man das nicht schafft, entstehen Probleme durch thermische Schwankungen – und das ist etwas, was niemand haben möchte.