Warum wir auf die Infrarotbehandlung im Reinraum umsteigen
Seien wir ehrlich: Herkömmliche Konvektionsöfen sind äußerst unpraktisch. Sie arbeiten, indem sie die Luft erhitzen – das ist im Grunde genommen wie versuchen, einen Raum mit einem riesigen Föhn zu erwärmen. Dadurch wird eine Menge Energie verschwendet. Schlimmer noch: Es entstehen Partikel, die die Wafer beschädigen können. Das ist sicherlich nicht das, was man in einem Reinraum haben möchte.
Deshalb haben wir auf Infrarotheizer umgestellt. Anstatt die Luft zu erhiten, senden wir elektromagnetische Strahlung direkt auf das Material. Es ist einfach, sauber – und funktioniert hervorragend.
Die Logik hinter der Heizmethode
Der Vorteil der Infrarotbehandlung ist, dass kein „Zwischenhändler“ notwendig ist. Die Energie gelangt direkt zum Material. Dadurch kann man auf die riesigen Lüftungsanlagen sowie die komplizierten Filterysteme verzichten. Zudem wird nur das jeweilige Stück erhitzt – nicht der ganze Raum. Dadurch kann das HVAC-System eine Pause machen, was wiederum Energie spart.
Wir verwenden meist Kurzwellen- und Mittelwellen-Infrarotstrahler. Kurzwellenlampen erreichen die Oberfläche fast sofort. Das ist ideal, um leitfreie Lötpasten sowie Photoresisten schnell zu trocknen, ohne dass das gesamte Board unnötig erhitzt wird.
Umgang mit leitfreien Standards
Der Wechsel auf leitfreie Legierungen ist nicht so einfach, wie nur eine Paste durch eine andere zu ersetzen. Diese Materialien haben höhere Schmelzpunkte als die alten SnPb-Legierungen. Wenn man nicht vorsichtig ist, kann der Verbund entweder unvollständig trocknen oder das PCB wird beschädigt.
Infrarotheizer ermöglichen es uns, genau die Wellenlänge einzustellen, die für die chemische Reaktion benötigt wird. Es handelt sich dabei um einen rein elektrischen Prozess – ohne Verbrennungsprodukte oder seltsame Dämpfe. Nur eine konstante, präzise Wärme.
Die Nachteile (denn es gibt immer welche)
Infrarotheizer sind zwar praktisch, aber auch nicht perfekt. Man muss auf sogenannte „Schattenbereiche“ achten. Wenn die Komponenten zu dicht beieinander liegen, können die Infrarotstrahlen die Zwischenräume unter den höheren Chips nicht erreichen. Das ist wie ein Sonnenfinsternis auf mikroskopischer Ebene. Wenn man einfach nur eine Lampe darüber stellt, entstehen kühle Bereiche und der Verbund versagt.
Der Trick liegt in der richtigen Anordnung der Lampen – man muss darauf achten, dass jedes Stück des Wafers bedeckt wird. Das erfordert etwas mehr Planung – aber das ist besser, als eine ganze Charge beschädigter Boards wegzuwerfen.