Die richtige Behandlung der Wärme bei der Herstellung von Quantenchips
Wenn man von der Herstellung herkömmlicher Elektronik zur Herstellung von Quantenchips übergeht, stellt man schnell fest, dass Wärme ein ganz besonderes Problem darstellt. Man kann das Gerät einfach nicht „erwärmen“. Deshalb verwenden wir digitale Heizstationen mit Kurzwellinfrarot-Lampen. Man kann es sich wie einen gezielten Wärmeeinsatz vorstellen – anstatt das gesamte Gerät zu erwärmen, treffen diese Lampen genau die Stellen, an denen es nötig ist. Dadurch verformt sich das Substrat nicht während der Arbeit.
Die Leistungsfähigkeit dieser Heizstationen
Wir bauen diese Heizstationen so, dass sie eine hohe Leistung liefern können. Wenn man eine Hochspannungs-Infrarotlampe einschaltet, entsteht sofort Wärme. In einer Reinraumumgebung ist Geschwindigkeit entscheidend – man muss die gewünschte Temperatur bereits sofort erreichen, und nicht erst in zehn Minuten. Andernfalls besteht die Gefahr von Oxidation oder Kontamination. Doch hier liegt das Problem: Es braucht absolut stabile Bedingungen. Wenn die Leistung um auch nur 5% schwankt, entstehen Hotspots auf dem Quantenchip. Und in diesem Bereich bedeutet das einen Katastrophenfall.
Warum Quarz?
Wir verwenden Quarzlampen, die mit Halogen gefüllt sind. Quarz ist ideal, denn er lässt das Kurzwellinfrarotlicht ungehindert durchdringen, ohne dass die Lampe selbst das Licht absorbiert. Einige unserer Anlagen verfügen sogar über spezielle Beschichtungen, die das Emissionsspektrum beeinflussen. Das ist wichtig – dadurch wird sichergestellt, dass die Wärme tatsächlich in die Schichten des PCBs eindringt, anstatt nur die Oberfläche zu verbrennen. Wir verwenden R7s- oder Sk15-Anschlüsse, weil sie einfach funktionieren. Zudem kann man die Lampe im Falle eines Defekts innerhalb sekundenschnell austauschen, ohne die gesamte Maschine auseinandernehmen zu müssen.
Die Realität in der Produktion
Seien wir ehrlich: Hocheffiziente Infrarotheizung hat ihren Preis. Die Produktionszeiten verkürzen sich zwar, aber diese Heizstationen erzeugen eine enorme Menge an Wärme im Raum. Wenn die Belüftung nicht mit der Gesamtleistung mithalten kann, beginnen die Temperaturwerte zu schwanken. Das ist frustrierend. Um das zu verhindern, empfehlen wir die Verwendung von geschlossenen PID-Reglern. Dadurch bleibt das thermische Profil konstant, sodass das Quantenchip während des Herstellungsprozesses keinen Schaden nimmt.