Waarom IR-verwarming beter is dan geblazen lucht in de fabriek
Als je ooit tijd hebt doorgebracht in de halfgeleiderverwerking, ken je vast de frustratie van wachten.
Lang hebben we ons verlaten op geblazen lucht – in feite wordt er hete lucht rondgewaaid om het proces te laten werken. Maar daar zit een probleem. Je verwarmt eerst de lucht, en die lucht moet vervolgens de chip verwarmen. Het is net alsof je een huis probeert op te warmen door eerst de oprit op te warmen. Er is gewoon te veel vertraging.
IR-verwarming verandert dit. Het schaft de tussenpersoon weg. In plaats van te wachten op de lucht, gebruik je elektromagnetische straling om energie rechtstreeks in het substraat te brengen.
De klok tikt steeds door
In deze branche is tijd het enige wat je niet meer kunt kopen. Wanneer je geblazen lucht gebruikt, zit je vast aan lange opwarm- en afkoelperiodes, omdat je bang bent voor thermische schokken. Het is traag.
IR-lampen? Die bereiken de gewenste temperaturen al na enkele seconden.
Hier komt Rapid Thermal Processing (RTP) echt tot zijn recht. Omdat IR het oppervlak binnendringt, ‘doordringt’ de hitte er bijna onmiddellijk in. Je hoeft niet te wachten tot de hele ruimte heet is. Je kunt meteen verdergaan.
Een controle die echt responsief is
Een van de grootste voordelen is de controle. We gebruiken precieze IR-sensoren om continu de oppervlakte van de chip in de gaten te houden. Als de temperatuur afwijkt, regelt de controller onmiddellijk de stroomsterkte. Er is geen sprake van overdreven warmte.
Vergeleken met geblazen lucht heeft lucht veel ‘thermische inertie’. Zodra de lucht extreem heet is, kun je de stroom niet zomaar uitzetten. De lucht blijft warm. Met IR kun je sterke temperatuurverschillen creëren en de hitte snel verminderen. Het voelt als een chirurgische ingreep.
De realiteit
Ik zeg natuurlijk niet dat IR-perfect is. Het heeft ook zijn nadelen.
Het grootste probleem is de zichtlijn. Als je chip een vreemde vorm heeft of als er iets het licht blokkeert, ontstaan er koude plekken. Je moet goed nadenken over de plaatsing van de lampen, zodat alles gelijkmatig wordt verwarmd.
En omdat de stroomdichtheid zo hoog is, mag je de koelsystemen niet verslappen. Anders wordt de rest van het apparaat te heet.
Maar eerlijk gezegd? De voordelen wegen zwaarder dan de nadelen. De meeste productielijnen met hoge productiesommen hebben al overgestapt op IR-verwarming. Als je een verwarmingcyclus van 20 minuten kunt verkorten tot 20 seconden, kijk je niet meer achterom.