Trong quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm thường phụ thuộc vào nhiệt độ. Chỉ cần sự thay đổi nhiệt độ khoảng nửa độ C trong quá trình nung phim quang hóa cũng có thể gây ra sai số về độ dày của các đường vẽ, và sai số này sẽ còn tồn tại sau khi tiến hành công đoạn khắc và phủ chất bảo vệ. Trong các linh kiện CSP ở mức độ wafer, yếu tố nhiệt độ cũng chi phối quá trình làm khô chất bảo vệ và quá trình nóng chảy chất hàn. Điều cần thiết là có nguồn nhiệt ổn định, được duy trì qua từng chu kỳ xử lý, mà không gây ra sự thay đổi về nhiệt độ.
Đây là những yếu tố kỹ thuật quan trọng cần được chú ý. Chúng tôi đã thiết kế bộ sưởi cho các linh kiện CSP sao cho có khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác: độ ổn định nhiệt độ vào khoảng ±0,1°C, và độ đồng đều nhiệt độ trên toàn bộ bề mặt wafer. Bộ sưởi này sử dụng các nguyên lý phát nhiệt bằng tia hồng ngoại sóng ngắn và các khu vực gia nhiệt được cách ly bằng thạch anh. Hệ thống này có thể hoạt động trong các phòng sạch loại 1–100, sử dụng các vật liệu ít giải phóng khí, và giúp duy trì môi trường kín để tránh sự xuất hiện của các hạt bẩn. Việc loại bỏ hoàn toàn các hạt bẩn không chỉ là khẩu hiệu mà còn là mục tiêu thiết kế. Mỗi khu vực trong hệ thống đều được kiểm soát bằng hệ thống điều khiển vòng khép kín, giúp đảm bảo quá trình gia nhiệt diễn ra đúng theo quy trình đã định.
Tại sao phương pháp này lại hiệu quả trong thực tế? Nó có thể được sử dụng để làm khô wafer, nung phim quang hóa, làm khô chất bảo vệ, và làm khô các bộ phận sau khi vệ sinh. Trong quy trình in ấn, nó giúp duy trì độ chính xác của các đường vẽ và góc bên của wafer. Trong quy trình đóng gói, nó giúp làm khô chất bảo vệ và chuẩn bị chất hàn để nóng chảy, mà không gây ra sự thay đổi nhiệt độ quá mức, từ đó tránh việc tách rời các lớp vật liệu mỏng. Kết quả là số lượng sản phẩm cần sửa chữa giảm đi, độ ổn định của chất lượng sản phẩm được đảm bảo, và thời gian xử lý cũng được kiểm soát chính xác. Phương pháp này hiệu quả vì trọng lượng của bộ sưởi nhỏ, tốc độ phản ứng nhanh, và khả năng hoạt động liên tục được đảm bảo nhờ các khu vực xử lý riêng biệt và các linh kiện có thể thay thế dễ dàng.
Một vài điều cần lưu ý: Bộ sưởi có kích thước nhỏ và có thể được tích hợp vào các thiết bị chuẩn, nhưng việc định vị bộ sưởi sao cho trùng với mặt phẳng của wafer đòi hỏi độ chính xác cao. Cần xác định chính xác vị trí cơ học của bộ sưởi ở mức dưới mili mét, và kiểm tra lại mức nhiệt độ ở mép wafer – nơi mà độ chính xác cần được đảm bảo cao nhất. Việc sử dụng khí nitơ để xử lý môi trường giúp tăng độ chính xác trong các quy trình yêu cầu độ nhạy cao với độ ẩm, đồng thời kéo dài tuổi thọ của các linh kiện.