Proč se vzdáváme konvekčních pečicích přístrojů ve prospěch zahřívání pomocí infračerveného záření
Většina výroben polovodičů přechází od těch staromódních konvekčních pečicích přístrojů. Dává to smysl – vzhledem k snaze o používání součástek bez olova a také kvůli potřebě snížit náklady na energii už starý způsob nefunguje.
Vezměte si například tradiční pečicí přístroj s horkým vzduchem. V podstatě platíte za zahřívání obrovské kovové skříně a veškerého vzduchu uvnitř jen proto, abyste zahřáli malou součástku. Je to plýtvání energií.
Infračervené záření je něco úplně jiného. Místo toho, aby se zahřívala celá místnost, vysílá elektromagnetické záření přímo do povrchu substrátu. Je to efektivní a rychlé.
Skvělá věc na fyzice tohoto efektu je to, že infračervené záření působí přímo na specifické absorpční pásky lepidel nebo fotoresistentů. Nemusíte bojovat s vzduchem – působíte přímo na samotnou součástku. To znamená, že nemusíte čekat dlouho, než se zařízení nahřeje.
Při práci s procesy bez olova si nemůžete dovolit být nepřesní ohledně teploty. Pokud se teplota mírně změní, může dojít k vzniku mostů ze spájek nebo k dalším problémům. Díky použití krátkovlnného infračerveného záření dosáhneme vysoké hustoty tepla přímo na povrchu, aniž by se celá deska přehřála.
A co úspory energie? Ty jsou opravdu reálné.
Konvekční systémy jsou známé tím, že ztrácejí hodně energie. Infračervené lampy naopak zapínají a vypínají téměř okamžitě. Už žádné dlouhé cykly předehřevu. Navíc, jelikož nevyužíváme velké množství plynu nebo rozpouštědel, celá prostorová zařízení vypadají čistěji. Je to mnohem jednodušší způsob, jak dosáhnout cílů „zelené výroby“ – protože spotřebujete méně kilowatthodin na jeden wafer.
Ale pozor, není to všechno magie. Existují určité kompromisy.
Dostanete obrovskou rychlost, ale musíte se vypořádat s koncentrací tepla. Pokud váš wafer není dokonale zarovnaný nebo geometrie lampy není správná, vzniknou horká místa.
Musíte také zajistit, aby vaše chladicí systémy dokázaly zvládnout teplo odrážející se od substrátu. A pokud se dopravní pás pohybuje příliš pomalu ve srovnání s výkonem lampy? Okraje vašich součástek se přehřejí.
Je to trochu rovnováha mezi rychlostí a přesností teploty. Ale jakmile tu rovnováhu najdete, je to úplně jiná úroveň.