Warum wir Goldreflektoren für den Trocknungsprozess von bleifreien Halbleitern verwenden
Seien wir ehrlich: Konvektionsöfen gehören langsam zur Vergangenheit. In der Welt der Halbleiter entwickelt sich die Technologie in Richtung Kurzwellen-Infrarotsysteme – und das aus gutem Grund. Der Drang nach „bleifreier“ und umweltfreundlicher Herstellung ist nicht nur eine Modeerscheinung – es handelt sich dabei um den neuen Standard.
Aber hier liegt das Problem: Wenn man auf bleifreie Lötmaterialien umsteigt, wird alles schwieriger. Man hat es mit höheren Schmelzpunkten zu tun, außerdem ist das thermische Fenster äußerst eng begrenzt. Es bleibt kaum Raum für Fehler.
Warum Gold?
Man fragt sich vielleicht, warum wir uns überhaupt mit goldbeschichteten Reflektoren abmühen. Es klingt zwar luxuriös, doch es geht eigentlich um Effizienz. Gold reflektiert naheinfrarotes Licht zu über 95 Prozent. Im Vergleich dazu saugt Aluminium zu viel Energie auf. Durch den Einsatz von Gold wird sichergestellt, dass die Wärme genau dorthin gelangt, wo sie benötigt wird – direkt auf die Wafer oder das PCB. Dadurch bleibt die Wärme vom Gehäuse des Geräts fern und gelangt direkt auf das Substrat. Das ist schnell – wirklich sehr schnell.
Bleifreie Verarbeitung erfolgreich umsetzen
Das größte Problem bei der Verarbeitung bleifreier Materialien ist die schnelle Erhitzung. Wenn die Temperatur nicht schnell genug ansteigt, können die Komponenten beschädigt werden. IR-Lampen lösen dieses Problem, denn sie nutzen Strahlung statt heißer Luft. Das ist ein großer Vorteil für Reinraumbetriebe – schließlich wird dadurch verhindert, dass kontaminierte Luft überallhin gelangt. Zudem ist es eine „grünere“ Arbeitsweise: Keine Lösungsmittel mit hohem VOC-Gehalt, keine energieintensiven Lüfter. Und die Wartezeit? Finito. Anstatt stundenlang zu warten, bis der Ofen warm ist, erreicht eine IR-Lampe die gewünschte Temperatur in Sekundenschnelle.
Die Realität
Es ist natürlich nicht alles perfekt. Hochintensive IR-Lampen erzeugen eine enorme Menge an Wärme. Wenn das Kühlsystem nicht ausreicht, entstehen Probleme. Die Lampenköpfe können überhitzen, und die Steuerelektronik kann beschädigt werden, wenn die Luftzufuhr nicht richtig eingestellt ist. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewicht zwischen der Leistung der Lampen und der Leistung des Kühlsystems. Wenn man das falsch macht, gehen die Lampen viel zu früh kaputt.
Außerdem gibt es noch das Problem der „heißen Punkte“. Die direkte Strahlung ist zwar stark, aber wenn die Lampen nicht perfekt angeordnet sind, werden einige Bereiche des Boards überhitzt, während andere Bereiche kalt bleiben. Deshalb verwenden wir präzise Befestigungssysteme. Dadurch bleibt der Fokuspunkt über die gesamte Oberfläche gleichmäßig verteilt – somit entstehen keine beschädigten Produkte.