Waarom we IR-technologie gebruiken voor loodvrije halfgeleiders
Wanneer je MEMS-sensoren vervaardigt, is het laatste wat je wilt een vervuild substraat. Je hebt een droge en schone wafer nodig. Daarom maken we gebruik van IR-technologie om dit te bereiken. Hierdoor worden vocht en oplosmiddelen verwijderd, zonder dat er chemische additieven of katalysatoren op basis van lood nodig zijn. Het is gewoon energie die het werk doet.
Hoe de fysica werkt
Stel je eens voor dat je een gewone convectiekookoven gebruikt. De oven verwarmt de lucht, en die lucht weer de onderdelen. Dit proces verloopt langzaam. IR-technologie werkt anders: de lampen richten zich rechtstreeks op de watermoleculen of oplosmiddelen op het oppervlak van de wafer.
Voor MEMS-producten gebruiken we kortegolf-IR-licht. Dit licht dringt snel door de oppervlakkelaag heen, waardoor de stoffen snel kunnen verdampen. Het proces verloopt dus zeer snel. Dit is belangrijk, omdat het voorkomt dat het bovenste deel van de wafer te snel droogt en hierdoor de oplosmiddelen onderin blijven zitten.
Volgens de ‘groene’ regels
De industrie beweegt zich richting loodvrije en milieuvriendelijke productie – en dat uit goede redenen. Traditionele thermische behandelingen vereisen vaak zware metalenkatalysatoren om de temperatuur laag genoeg te houden. Met IR-technologie hoeven we dit niet te doen. We gebruiken lichtenergie om de verdamping en chemische reacties te bewerkstelligen. Er komen geen VOC’s vrij en er zijn geen giftige additieven nodig. Hierdoor past de technologie perfect in een schone ruimte, zonder problemen.
De nadelen die je moet kennen
HOogintensieve IR-verwarmers hebben veel kracht. De energiedichtheid is enorm, waardoor onderdelen sneller kunnen worden verwerkt. Maar je moet wel goed opletten op de thermische verschillen. Als je wafer dun is, kan het silicium vervormen als de intensiteit van het IR-licht niet evenwichtig is over het oppervlak. We hebben ontdekt dat het gebruik van een pulserende stroombron de oplossing is. Hierdoor blijft de temperatuur van het substraat binnen een beperkt bereik van 5°C.
Nog één ding: vergeet de koelingsventilatoren en isolatie niet. Stralingswarmte kan ontsnappen. Als de behuizing niet goed geïsoleerd is, zal de temperatuur in de schone ruimte stijgen, waardoor de alarmsystemen gaan piepen. Zorg ervoor dat de koelingsinstallatie in staat is om de energie die je gebruikt, bij te houden.