Waarom we overstappen op infrarood voor leidvrije halfgeleiders
De industrie streeft er hard naar om leidvrije en zero-emissieproducten te maken. Dat is geweldig, maar het maakt de productieproces wat complexer.
Al lang maken we gebruik van convectiekasten. Het probleem is dat deze alleen maar de lucht opwarmen. Dit is traag, het verspilt veel energie, en bovendien worden er stofdeeltjes over de waferbladen geblazen.
We hebben besloten om helemaal geen gebruik meer te maken van convectiekasten. Met digitale infraroodcontrollers kunnen we energie rechtstreeks in het materiaal sturen, via elektromagnetische straling. Geen tussenliggende componenten nodig.
Vergeet de kasten maar: richt je op de chemische bindingen
Stel je voor dat je in plaats van een hele kamer op te warmen alleen maar een kop koffie wilt verwarmen. Infrarood werkt net zoals een magnetron: het past het lichtspectrum van de lamp aan op het absorptiespectrum van het materiaal. Hierdoor wordt er rechtstreeks actie ondernomen tegen de chemische bindingen in het materiaal. Je hoeft niet te wachten tot de kamer is opgewarmd; de hitte komt direct beschikbaar.
Maar dit heeft ook zijn nadelen: bij leidvrije processen is er maar weinig ruimte voor fouten. Er is een dunne grens tussen ‘perfect geconserveerd’ en ‘volledig verpest door hitte’. Om dit te voorkomen gebruiken we PID-regelaars in onze controllers. Ze houden de stroomsterkte stabiel en voorkomen dat de temperatuur te hoog wordt. Dat betekent dat de temperatuur binnen een marge van ±1°C blijft. Heel precies.
Een schone manier van werken
Leidvrije legeringen zijn lastig te bewerken. Ze vereisen meestal hogere temperaturen dan traditionele legeringen met lood. Dat betekent dat er veel energie nodig is om ze te verhitten.
Infraroodlampen bereiken deze hoge temperaturen zonder dat er veel energie wordt verbruikt. Bovendien hoef je geen schadelijke oplosmiddelen meer te gebruiken die vaak worden gebruikt bij traditionele droogprocedures. Het is dus een schone manier van werken.
De nadelen (technische compromissen)
Het is geen magie: er zijn wel dingen waar je rekening mee moet houden.
Hoge intensiteitse infraroodstraling zorgt voor veel druk op de elektriciteitsvoorziening. Als je een apparaat met hoge vermogens gebruikt, moet je ervoor zorgen dat je elektriciteitspanneau deze plotselinge stroomstijging aankan.
Je moet ook rekening houden met het feit dat het apparaat heet wordt. Als je geen goede koeling hebt, kan de omringende hitte de sensoren beïnvloeden.
Het goede nieuws? We hebben deze systemen zo ontworpen dat ze gemakkelijk kunnen worden vervangen. Je haalt de oude convectiekasten weg, plaatst de infraroodapparaten ertoe en verbindt ze met de controller. Op die manier kun je processen die eerst uren duurden in slechts enkele minuten uitvoeren.