Warum wir auf Öfen zugunsten von Infrarotheizung bei der Verpackung von Sensoren verzichten
In letzter Zeit gibt es einen starken Druck, die Verpackung von Halbleitern auf ein kohlenstoffneutrales Niveau zu bringen. Lange Zeit haben wir uns auf große Konvektionsöfen verlassen. Doch ehrlich gesagt: Sie sind energieintensiv. Man heizt schließlich die ganze Luft im Inneren einer riesigen Kammer auf, nur um einen kleinen Bereich zur gewünschten Temperatur zu bringen. Das ist Verschwendung.
Deshalb weichen wir nun auf Infrarotheizung aus. Anstelle der Erwärmung der Luft wird die Energie direkt auf das Substrat übertragen. Dadurch entsteht weniger Energieverbrauch – und es wird auch keine Energie verschwendet, während die Maschine einfach nur stillsteht.
Die Wärme genau dorthin bringen, wo sie benötigt wird
Bei der Verpackung von Sensoren hat man mit sehr begrenzten thermischen Ressourcen zu kämpfen. Man kann nicht einfach alles mit Wärme bearbeiten. Mit Kurzwell-Infrarotlicht kann man die Wärme direkt in das Verpackungsmaterial leiten, ohne den gesamten Maschinenrahmen zu erhitzen. Das ist eine große Erleichterung – man muss nicht mehr 30 Minuten warten, bis sich die Kammer stabilisiert hat. Die gewünschte Temperatur wird in Sekunden erreicht.
Und das Beste daran: Eine kürzere Aufwärmzeit bedeutet weniger Energieverbrauch pro Wafer. Das ist der eigentliche Vorteil – es geht dabei nicht darum, dem Gerät einen „grünen“ Sticker anzubringen, sondern darum, tatsächlich weniger Energie zu verwenden, um dieselbe Menge an Produkten herzustellen.
Die Hardware-Ausstattung
Wir verwenden normalerweise Quarz-Halogen-Elemente für diese Zwecke. Sie liefern die nötige Intensität, um die Sensorverpackungen schnell zu härten. Zudem können sie in präzisen Zonen angeordnet werden – das ist besonders wichtig, wenn man vermeiden möchte, dass empfindliche Siliziumchips überhitzt werden.
Aber es ist nicht alles perfekt. Es gibt auch Nachteile. Diese hochintensiven Lampen werden an den Anschlüssen und Leitungen extrem heiß. Wenn man die Leistung erhöht, um die Produktion zu beschleunigen, muss man sorgfältig mit den Kühlsystemen umgehen. Andernfalls können die Kontroller beschädigt werden.
Säubern des Produktionsraums
Eines der Vorteile beim Einsatz von Infrarotmodulen ist, dass dadurch viel Platz eingespart wird. Man muss nicht mehr in Begriffen von „Batches“ denken, sondern kann stattdessen in Begriffen von „Fluss“ arbeiten. Man kann auf die riesigen, energieintensiven Lüftungssysteme verzichten, die bei herkömmlichen Konvektionsanlagen erforderlich sind. Die gesamte Produktionslinie wird dadurch kompakter – und die Verpackungsphase erscheint dadurch effizienter und weniger ressourcenintensiv.