Waarom we overstappen op IR-gelasting voor leidvrije chips
De halfgeleiderindustrie maakt eindelijk een stap weg van die ouderwetse convectiekookovens. De meesten van ons overstappen op IR-gelasting. Het gaat niet alleen om het naleven van de nieuwe ‘milieuvriendelijke’ of leidvrije regels – hoewel dat natuurlijk een belangrijk aspect is. Het gaat ook om de manier waarop de warmte wordt toegepast.
In plaats van hete lucht door een ruimte te blazen, maakt IR gebruik van elektromagnetische straling. Hierdoor raakt de warmte rechtstreeks het doelwit, zonder dat er met de lucht wordt geknoeid.
De energieaspecten
Stel je eens voor dat je een convectiekookoven gebruikt: je moet de hele kamer, de lucht en de muren verwarmen. Dat is zonde van energie. IR is anders: we kunnen de straling zo instellen dat deze precies op de juiste plekken terechtkomt. Er zijn geen grote verwarmingselementen die 24/7 aanstaan om de lucht warm te houden. Hierdoor kan de temperatuur sneller worden verhoogd, waardoor de elektriciteitsrekening lager blijft en de chips sneller door de productielijn gaan.
Het bereiken van de juiste temperatuur
Hier komt het lastige gedeelte: leidvrije solderingen en materialen zijn gevoelig voor temperatuurverschillen. Ze hebben maar een zeer smal bereik waarin ze nog goed functioneren. Als de temperatuur te hoog wordt, kunnen de chips beschadigen. Met IR kunnen we sensoren gebruiken die in real-time de oppervlakte van de chip in de gaten houden. Zodra de temperatuur verandert, geven de sensoren aan dat de lampen minder kracht moeten leveren. Er is geen ‘thermische vertraging’, zoals bij convectiekookovens, waar de lucht nog lang warm blijft nadat de oven is uitgeschakeld. Hierdoor is de controle veel beter.
Een schoner productiefproces
Bovendien wordt het productieproces veel schoner. Je hoeft geen grote ventilatieluchtkanalen of VOC-ontreinigers meer te gebruiken. De hele setup neemt veel minder ruimte in beslag.
Maar het is niet allemaal magie. Je moet wel oppassen voor het ‘randeffect’. Omdat IR rechtstreeks werkt, kunnen de randen van de chip sneller opwarmen dan het midden, als de lampen niet perfect zijn geplaatst. Je moet dus goed opletten op de afstand tussen de lampen en het oppervlak van de chip. Anders ontstaan er hete plekken, en dat kan ervoor zorgen dat een hele batch beschadigd raakt.