Warum wir auf Infrarotstrahlung für bleifreie Halbleiter umsteigen
Der Druck hin zu umweltfreundlichen, bleifreien Standards zwingt viele von uns dazu, überlegene Methoden zur Aushärtung der Materialien zu finden. Die alten Konvektionsöfen reichen hierbei nicht mehr aus. Deshalb haben wir uns für Infrarotheizer in Vakuumkammern entschieden.
Anstatt die Luft zu erhitzen, nutzen Infrarotheizer elektromagnetische Strahlung. Das ist eine sauberere Methode – man muss nicht mehr auf schädliche chemische Lösungsmittel zurückgreifen. Zudem sinkt der CO2-Ausstoß beim Trocknungsprozess erheblich.
Umgang mit Wärme im Vakuum
Das Problem ist: Im Vakuum gibt es keine Konvektion. Man kann nicht einfach warme Luft verwenden, um das Material zu erwärmen. Infrarotheizer lösen dieses Problem, indem sie Photonen direkt auf das Material abstrahlen. So wird die Aushärtung schneller und effizienter. Man muss nicht energieintensiv jedes einzelne Stück des Materials erhitzen. Wir konzentrieren uns einfach auf die spezifischen Absorptionsbereiche des Materials und lassen den Rest unberührt.
Die Technik hinter den Heizquellen
Um die benötigten Temperaturen zu erreichen, verwenden wir Kurz- oder Mittelwellen-Infrarotemitter. Diese Geräte liefern viel Energie in einem sehr kleinen Raum. Normalerweise werden sie in Quarz eingehüllt, damit die Wafer nicht kontaminiert werden. Doch es gibt einen Haken: Da es kein Luftstrom gibt, der die Wärme vom Gerät wegtransportiert, ist ein spezielles Wasserkühlsystem unerlässlich. Verpassen Sie das auf keinen Fall – sonst können die Dichtungen beschädigt werden, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist.
Die praktischen Vor- und Nachteile
Die Geschwindigkeit ist unglaublich – die Prozesszeiten verkürzen sich von Stunden auf Minuten. Doch es ist nicht perfekt: Die Infrarotwärme ist gerichtet. Wenn die Teile seltsame Formen oder komplexe Geometrien haben, entstehen „Kaltstellen“, an denen die Strahlung nicht ankommt. Um das zu beheben, muss man mehrere Lampen verwenden oder Reflektoren einsetzen, damit die Wafer gleichmäßig erwärmt werden.
Der große Vorteil ist, dass keine VOCs mehr in die Luft gelangen. Es handelt sich dabei um eine sauberere und schnellere Methode zur Aushärtung bleifreier Materialien – vorausgesetzt, die Stromversorgung und Kühlsysteme können die entstehende Wärme bewältigen.