Neden kurşunsuz yarı iletkenler için IR teknolojisine geçiyoruz?
Yarı iletken sektörü sonunda daha temiz bir yönteme doğru ilerliyor. Artık o zararlı, kimyasal açıdan yoğun olan kurutma süreçlerinden ve kurşun içeren teknolojilerden uzaklaşıyoruz. İşte burada Kızılötesi (IR) teknolojisi devreye giriyor. Bu teknoloji, “yeşil” bir üretim süreci isteyen herkes için ideal çözümdür; çünkü uçucu çözücülere olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve temiz odaların gereğinden fazla enerji tüketmesini engeller.
Isıtma işlemi nasıl çalışır?
Standart bir konveksiyon fırını düşünün. Fırın havayı ısıtır ve ardından bu hava parçanızı ısıtır. Bu yöntem yavaştır ve verimsizdir.
IR teknolojisi ise farklıdır. Elektromanyetik radyasyon kullanarak enerjiyi doğrudan wafer yüzeyine ileterek ısıtma işlemini gerçekleştirir. Böylece, havayla dolu büyük metal kutuları ısıtmak için binlerce watt enerji harcamak zorunda kalmayız; sadece waferin kendisini ısıtırız. Bu sayede ısınma süresi inanılmaz derecede hızlanır. Özellikle hassas fotoresistler veya kurşunsuz lehim macunları gibi “mükemmel sıcaklık aralığına” sahip malzemeler söz konusu olduğunda bu hız çok önemlidir.
“Altın Oran” mesafesi
Mühendisler için en zor kısım, IR lambası ile wafer arasındaki mesafenin doğru ayarlanmasıdır. Eğer lamba çok yakınsa, waferlerde ısınma noktaları oluşur ve waferler deforme olur. Bu da iyi değildir. Lamba çok uzaktaysa, ısı akışı azalır ve üretim hızı düşer. Genellikle bu mesafeyi dalga boyuna göre ayarlarız. Kısa dalga boyları yüzeyi ısıtmak için uygundur; orta dalga boyları ise daha derinlere nüfuz eder. Aslında lambanın şiddeti ile waferin ısı kapasitesi arasında bir denge kurmak gerekiyor. Yüksek şiddetli lambalar hızlı çalışır, ancak hedef sıcaklığı aşmamak için çok hassas bir PID kontrol sistemi gereklidir.
Eksiklikler (çünkü her zaman bir eksiklik vardır)
IR teknolojisine geçmek wafer tarafında çok fazla enerji tasarrufu sağlar, ancak bu ısıyı başka bir yere aktarır: soğutma sistemine. Bu lambalar çok fazla ısı ürettiğinden, chasisin bu ısıyı yönetebilecek şekilde tasarlanması gerekir. Eğer fanlar veya su soğutma sistemleri yeterli değilse, lambadaki elektrotlar beklenenden daha hızlı bozulur. Bu bir tür denge meselesidir. Gerçek üretim sürecinde enerji tasarrufu sağlanır, ancak makinenin etrafındaki ısıyı yönetmek için biraz daha çaba sarf etmek gerekir. Yine de, kurşun ve kimyasallardan kurtulmak için bu bedeli ödemeye değerdir.