Warum wir auf konventionelle Öfen verzichten und stattdessen Infrarot-Technologien nutzen
Seien wir ehrlich: Die alte Methode zum Trocknen von Halbleitern – also deren Einlegen in einen großen Konvektionsofen – wird immer unpraktischer. Wir wechseln zunehmend zu Infrarot-Technologien zur Trocknung. Es geht dabei nicht nur darum, den „grünen“ Anforderungen gerecht zu werden oder Blei zu vermeiden – es geht auch darum, dass die Konvektion einfach ineffizient ist.
Stellen Sie sich vor: Mit Luftzirkulation muss man eine enorme Menge an Luft erhitzen, damit die Wärme auf das Wafer übertragen werden kann. Das ist eine Menge unnötige Mühe. Bei Infrarot-Technologien wird die Energie direkt auf das Substrat abgegeben – ohne Zwischenstationen. Kein Warten nötig.
Der Energieverbrauch
Konvektionsöfen sind energieintensiv. Sie verbringen die Hälfte ihrer Zeit damit, die Wände des Ofens sowie die Luft um das Bauteil herum zu erhitzen. Das ist Verschwendung. Mit Infrarot-Lampen können wir gezielt diejenigen Stellen des Photoresists oder der Lötmasse erwärmen, die tatsächlich Wärme benötigen. Wir verwenden Kurzwellen- und Mittelwellen-Infrarotstrahlen, sodass die Wärme sofort auf die Oberfläche trifft.
Das Beste daran: Die Aufwärmzeit ist fast null. Man muss nicht warten, bis der Ofen die richtige Temperatur erreicht hat. Man schaltet ihn einfach ein – und schon kann es losgehen.
Umgang mit bleifreien Standards
Hier liegt das Problem: Bleifreies Löten erfordert höhere Temperaturen als herkömmliches Löten mit Blei. Wenn man versucht, diese Temperaturen mit heißer Luft zu erreichen, läuft man ein hohes Risiko – man könnte die Bauteile beschädigen oder die Siliziumchips überhitzt werden lassen. Infrarot-Technologien ermöglichen es uns, viel präziser zu arbeiten. Durch Anpassung der Wellenlänge können wir die erforderlichen Temperaturen erreichen, ohne das gesamte Board mit Wärme zu überfluten. Es handelt sich dabei außerdem um einen saubereren Prozess – keine Verbrennungsprodukte, keine Kohlenstoffemissionen. Nur reine Wärme.
Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile)
Infrarot-Technologien sind zwar praktisch – doch sie haben auch ihre Schwächen. Aufgrund der intensiven Wärmeentwicklung entstehen starke Temperaturunterschiede. Wenn das Bauteil unterschiedliche Dicken aufweist oder aus verschiedenen Materialien besteht, werden einige Stellen viel schneller erhitzt als andere. Wenn man nicht darauf achtet, wie die Reflektoren und Abstände eingestellt sind, können Hotspots entstehen, die die Bauteile beschädigen können. Es bedarf etwas Geschicklichkeit, um die Abstände genau richtig einzustellen, damit die Trocknung gleichmäßig über das gesamte Wafer erfolgt. Doch wenn das gelingt, ist das eine völlig andere Situation.