Waarom we hete lucht vervangen door IR-lampen in de halfgeleiderverwerking
Als je werkt in de diepe verwerking van halfgeleiders, weet je dat tijd eigenlijk je grootste vijand is. Daarom hebben we ons afgekeerd van geforceerde luchtcirculatie en kiezen we nu voor ultrahoge zuiverheidsschijnwerpers met infraroodstraling.
Het draait er uiteindelijk om hoe je hitte overdraagt. Het opwarmen met lucht is een langzaam proces: je duwt gewoon hete gassen over een oppervlak, wat traag is en – om eerlijk te zijn – een goede manier is om onbedoeld contaminatie te veroorzaken. IR-lampen veranderen dit scenario: ze gebruiken elektromagnetische straling om hitte rechtstreeks naar het doelwit te sturen. Geen bemiddelaars, geen lucht… alleen maar directe energieoverdracht.
De snelheid is waar het interessant wordt.
Stel je eens voor dat je een luchtwarmtepomp gebruikt: je moet eerst de lucht opwarmen, daarna de kamer, en pas daarna de chip. Het is een lang wachten. Maar met UHP-IR-lampen bereik je de gewenste temperatuur al in milliseconden.
Voor een ingenieur is dat een droom. Meer producties per batch betekent dat je meer producten kunt verwerken zonder dat je een grotere schone ruimte nodig hebt. Het is gewoon sneller.
Nu gaan we het hebben over de apparatuur.
Je kunt hier niet zomaar elke lamp gebruiken. We gebruiken synthetisch kwarts van hoge zuiverheid, want uitstoot van gassen is in een UHP-omgeving een groot probleem. Eén kleine onzuiverheid kan al ervoor zorgen dat een chip beschadigd raakt.
We stellen deze lampen ook in op een specifiek golflengte. We willen dat de hitte rechtstreeks in het materiaal komt, zodat er geen energie verspild wordt aan het opwarmen van de omringende onderdelen. Het gaat allemaal om precisie.
Maar het is niet zo eenvoudig als het klinkt.
IR-lampen leveren enorm veel hitte op. In tegenstelling tot hete lucht, die zich verspreidt, heeft IR-straling een direct effect. Als de temperatuurverdeling niet perfect is geregeld, ontstaan er sterke thermische verschillen.
Je kunt deze lampen niet zomaar in een oude oven stoppen en hopen op het beste resultaat. Je hebt een betrouwbaar PID-besturingssysteem nodig, en misschien ook verbeterde koelsystemen, zodat de lampen niet te heet worden.
En nog een tip: houd rekening met de stroomvoorziening. Als de spanning niet stabiel is, zal de kwaliteit van de chips verslechteren. Houd de spanning stabiel, en je hebt geen problemen.