Waarom we overstappen op Carbon Nanotube (CNT)-verwarmers voor loodvrije chips
De halfgeleiderwereld neemt eindelijk serieus maatregelen om ‘groen’ te worden en lood te vermijden. Maar hier is het probleem: de meeste ouderwetse droogoven zijn in feite enorme ruimtetovens. Ze verspillen veel energie aan het opwarmen van de lucht in de kamer, voordat het onderdeel zelfs maar iets voelt.
Daar komen de Carbon Nanotube (CNT)-verwarmers om de hoek kijken. In plaats van de ruimte op te warmen, gebruiken ze infraroodstraling om rechtstreeks het substraat te verwarmen.
Hoe het werkt
Stel je voor dat er een dunne, geleidende laag besteht uit een netwerk van nanobuizen. Zodra je de schakelaar omzet, zetten deze buizen elektriciteit om in warmte.
Maar in tegenstelling tot die oude metalen draadjes, geeft CNT’s een breed spectrum aan infraroodstraling af. Het is net zoals het verschil tussen een warme bries en een warmtelamp: de warmte dringt rechtstreeks door in de fotoresist- of lijmlagen.
Het gaat erg snel. En omdat de energie rechtstreeks in het product terechtkomt, hoef je niet te betalen voor het opwarmen van de lucht eromheen.
Integratie in de productielijn
Een groot voordeel is dat er geen ‘thermische vertraging’ is. Je kunt deze apparaten bijna meteen inschakelen en uitschakelen. Dit is een grote opluchting wanneer je met dunne wafers werkt. Je hoeft je minder zorgen te maken over vervorming of overmatig drogen, want je hebt veel meer controle. Bovendien zijn ze klein, zodat ze gemakkelijk in de beperkte ruimtes in de productielijn passen, zonder dat er een volledige herontwerp nodig is.
Een tip: houd de stroomvoorziening in de gaten. Je hebt een gereguleerde DC-stroombron nodig die zowel lage als hoge spanningen kan hanteren. Als de stroom instabiel is, kunnen er hete plekken op het oppervlak ontstaan, waardoor de wafels beschadigd raken. Consistentie is hier belangrijk.
De nadelen
Aan de positieve kant zijn deze apparaten schoon: geen lood, geen VOC’s, geen vervuilende verwarmingstroepen en geen kwiklampen. Het is een veel schoner werkwijze.
Maar eerlijk gezegd zijn ze niet goedkoop. Het maken van CNT-lagen kost meer dan het gewoon winden van wat nichromdraad.
Er is ook een nadeel met de warmte: als je de apparaten te lang boven hun temperatuurgrens gebruikt, kan het netwerk van nanobuizen beschadigd raken. Je kunt ze niet zomaar ‘aanzetten en vergeten’. Je moet de oppervlaktetemperatuur goed in de gaten houden. Dat vereist wat meer onderhoud, maar gezien de precisie die je krijgt, is het meestal de moeite waard.