Warum wir Goldreflektoren für die IR-Härtung verwenden
Die Halbleiterindustrie strebt nach umweltfreundlichen Standards ohne Blei. Das klingt zwar gut – in der Praxis ist das jedoch ein echtes Problem.
Herkömmliche Konvektionsöfen reichen einfach nicht aus. Sie benötigen zu viel Zeit, um die Luft zu erhitzen, bevor sie überhaupt mit dem zu behandelnden Teil in Berührung kommen. Das ist eine Verschwendung von Energie – und außerdem eine Möglichkeit, die Wafer versehentlich zu kontaminieren.
Deshalb verwenden wir Infrarotglühbirnen sowie Goldreflektoren.
Die Wirkung des Goldreflektors
Infrarotglühbirnen strahlen Wärme in alle Richtungen ab – 360 Grad. Wenn man eine Glühbirne einfach in eine Maschine hängt, geht die Hälfte der Energie in das Gehäuse der Maschine. Im Grunde wird dadurch nur der Raum erhitzt, nicht das Produkt selbst.
Wir lösen dieses Problem, indem wir einen mit Gold beschichteten Reflektor verwenden.
Warum Gold? Denn bei Infrarotwellenlenken Gold die Wärme viel besser zurück als Aluminium. Es fängt die verschwendete Energie auf und leitet sie wieder auf den Wafer zurück.
Das Ergebnis: Die Teile heizen sich schneller auf – und die Stromkosten bleiben niedrig. Es ist einfach effizient.
Probleme mit bleifreien Materialien
Wenn man bereits mit bleifreien Lötstoffen oder Klebstoffen gearbeitet hat, weiß man, dass diese sehr anspruchsvoll sind. Sie benötigen höhere Temperaturen sowie eine präzisere Temperaturregulierung als herkömmliche Produkte mit Blei.
Wenn die Wärmeverteilung ungleichmäßig ist, entstehen Lücken oder kalte Stellen – das führt zu Ausschuss.
Die IR-Härtung löst dieses Problem, indem sie die Wärme direkt auf das Zielmaterial überträgt. Dadurch wird die Umgebungsluft nicht beeinflusst. Man braucht keine großen, lauten Belüftungssysteme oder aggressive chemische Lösungsmittel, um die Teile zu trocknen. Es handelt sich dabei um einen sauberen, leisen Prozess.
Wichtige Hinweise
Man kann diese Glühbirnen nicht einfach in irgendeine Maschine einbauen und darauf hoffen, dass alles funktioniert. Aufgrund der hohen Wärmedichte kann das Substrat leicht beschädigt werden, wenn die Geschwindigkeit des Transportbandes auch nur geringfügig falsch ist. Ich habe schon Ingenieure erlebt, die Komponenten zerstört haben, weil sie nicht auf die richtige Entfernung zwischen der Lampe und dem Teil geachtet haben.
Man muss sorgfältig mit den PID-Steuerungen und Sensoren umgehen. Sie müssen in der Lage sein, mit den plötzlichen Temperaturänderungen Schritt zu halten. Überprüfen Sie außerdem Ihre Kühllüfter – wenn diese die Luft nicht richtig bewegen können, wird der Reflektor mit der Zeit beschädigt.
Wenn man die Verkabelung und die Timing-Einstellungen richtig macht, kann man die erforderlichen Härtungstemperaturen erreichen – ohne die Umwelt zu schädigen.