Waarom we overschakelen op IR-geharden in de chipfabriek
Het overstappen van drogen op basis van oplosmiddelen naar IR-geharden is niet zomaar een trendvolgnummer. Het is eigenlijk een eenvoudige kwestie van física.
In plaats van een hele ruimte op te warmen alleen om een piepkleine chip te drogen, gebruiken we IR-sensoren en -emitters om specifieke moleculaire trillingen in het laagje aan te tasten. Het is een rechtstreekse actie. Omdat de energie rechtstreeks naar waar nodig gaat, kunnen we die vervelende chemische katalysatoren en loodhoudende stabilisatoren weglaten, die vroeger standaard waren in oude thermische systemen.
Energieverspilling verminderen
Stel je een traditionele convectieoven voor. Die verbruikt enorme hoeveelheden energie alleen al om de lucht rond het product op te warmen. Dat is verspilling.
IR werkt anders. We sturen elektromagnetische straling rechtstreeks naar het oppervlak van de chip. Je hoeft geen uren te wachten tot een enorme oven op temperatuur is. Je drukt gewoon op een knop en de emitters staan binnen seconden klaar.
En omdat we kortegolflengte-IR gebruiken, dringt de energie snel door het fotorezistent- of lijmlaagje heen. Dat betekent kortere cycli. Minder tijd onder de lamp betekent minder kilowattuurtjes op de rekening per chip. Het is gewoon logisch.
Schoon blijven en zonder lood
Als je werkt volgens loodvrije standaarden, is je temperatuurbereik zeer beperkt. Als het te heet wordt, beschadig je het substraat of krijg je te maken met “outgassing” – waarbij chemicaliën op een ongewenste manier vrijkomen.
Om dit te voorkomen, gebruiken we sensoren met een gesloten circuit die het oppervlak van de chip in real-time in de gaten houden. Als de temperatuur afwijkt, past het systeem onmiddellijk de stroom aan, zodat alles binnen een nauw bepaald bereik van ±1°C blijft.
Eerlijk gezegd is dat een opluchting. Je hebt die zware metaalhoudende stabilisatoren niet meer nodig om te voorkomen dat de oven te heet wordt. Je hebt zo een schone productieprocess die echt voldoet aan de wereldwijde milieuregels, zonder alle problemen.
De realiteit
IR-geharden is snel, maar het is geen toverij.
Er is echter een nadeel: “skinning”. Omdat de hitte zo intens is, kan de bovenste laag veel sneller gehard worden dan de onderste. Als je niet goed oplet waar je de sensoren plaatst of hoe ver de emitters van het oppervlak zijn, krijg je oneffenheden in het geharde laagje.
En als je proces niet perfect is afgesteld? Dan zie je spanningsscheuren in de chips. Het vergt wat kalibratie om het goed te krijgen, maar una fois dat gelukt is, is het een compleet andere ervaring.