Warum wir die alten Öfen gegen IR-Härtungsanlagen austauschen
Seien wir ehrlich: Diese alten Konvektionsöfen sind wirklich veraltet. In der Halbleiterindustrie gibt es einen starken Trend hin zu zertifizierten Infrarot-Härtungsgeräten. Es geht dabei nicht nur darum, die „grünen“ Vorgaben einzuhalten oder die Anforderungen bezüglich bleifreier Materialien zu erfüllen – vielmehr funktionieren diese Geräte einfach besser.
Bei Konvektionsöfen wird im Grunde genommen eine ganze Menge Luft erhitzt, nur um das Wafer auf die richtige Temperatur zu bringen. Das ist langsam, verschwendet viel Energie – außerdem muss man ständig damit rechnen, dass Staub oder Partikel in der heißen Luft landen und das Bauteil beschädigen.
Beim Infrarot-Verfahren ist das anders: Die Energie gelangt direkt vom Gerät zum Substrat – ohne Zwischenglieder. Es muss nicht erst eine große Kammer aufgeheizt werden. Sobald der Schalter betätigt wird, treffen die Photonen auf das Material und wandeln sich sofort in Wärme um. Das ist schnell – wirklich sehr schnell. Dadurch werden pro Wafer deutlich weniger Kilowattstunden benötigt.
Außerdem gibt es noch das Problem mit den bleifreien Materialien. Wenn man mit bleifreien Lötstoffen oder Polymeren arbeitet, muss man mit höheren Schmelzpunkten sowie einer sehr begrenzten Toleranzzone umgehen. Schon eine kleine Überhitzung kann dazu führen, dass das Substrat beschädigt wird.
Deshalb verwenden wir Kurzwellen- und Mittelwellen-Infrarotgeräte. Dadurch kann die Hitze gezielt gelenkt werden – das Substrat wird perfekt gehärtet, ohne dass das gesamte Bauteil überhitzt wird. Keine Verformungen, keine thermischen Belastungen – einfach eine saubere Härtung.
Aber es gibt auch einen Haken: Diese Geräte erzeugen eine unglaubliche Menge an Wärme in einem sehr kleinen Raum. Man kann sie nicht einfach in einen alten Ofen stecken und alles ist in Ordnung. Ohne geeignete Lüftungs- und Kühlsysteme kann das Gehäuse selbst schmelzen. Man muss also genauso auf die Kühlung achten wie auf die Heizung.
Wir entwickeln diese Systeme, um diese veralteten Heißverarbeitungsverfahren zu ersetzen. Indem wir all diese unnötigen Luftbewegungen eliminieren, verringern wir unseren CO2-Ausstoß – und machen somit die Umweltschutzbehörden glücklich. Es macht einfach Sinn.