Hou op met het gebruik van zware methoden voor de productie van kwantumchips
Als je gewend bent aan de standaardmethoden voor het monteren van PCB’s, weet je hoe het moet. Maar wanneer het gaat om de productie van kwantumchips? Dat is een heel andere uitdaging. Je kunt niet zomaar de chip verhitten met hitte – dat zal het materiaal alleen maar beschadigen.
In plaats daarvan gebruiken we digitale infraroodverwarmingsapparaten. Stel je dit voor als een ‘chirurgische actie’, in plaats van een grootschalige verwoesting. Op deze manier wordt de energie precies daar gebracht waar het nodig is, zonder dat alles anders wordt beschadigd.
De juiste temperatuur bereiken
Bij de productie van kwantumchips moet men zeer nauwkeurig zijn. We gebruiken kortegolfrange infraroodemitters, omdat deze geen tijd verspillen aan het opwarmen van de lucht rondom de chip – ze richten zich rechtstreeks op de chip zelf. Hierdoor blijft alles stabiel. Kies bij het kiezen van een apparaat voor apparaten die snel kunnen worden aangesloten en die ook snel kunnen worden uitgeschakeld.
Als de PID-controller zelfs maar één milliseconde uit de pas loopt, kan het materiaal beschadigd raken. En dat is natuurlijk niet wat je wilt.
De fysica achter het proces
Om het infraroodspectrum stabiel te houden, wikken we alles in hoogzuiver kwarts. We gebruiken ook geklede emitters om de golflengte te regelen. Hierdoor kunnen we de hitte richten op de laspasta of de verbinding tussen de chip en het omhulsel. De gevoelige plasticomhullingen blijven dan koel.
De meeste van deze systemen kunnen rechtstreeks worden aangesloten op een digitale interface, zodat je de temperatuur in real-time kunt bekijken.
Maar er is één nadeel: de vermogendichtheid. Infraroodlampen met hoge vermogens worden erg heet in een klein gebied. Als de ventilatie zwak is of als er geen goede manier is om de hitte af te voeren, zal de hitte terugkeren naar het chassis. Zodra de basistemperatuur begint te stijgen, zit je in de problemen.
Het werken in de praktijk
Het goede nieuws is dat deze apparaten gemakkelijk op de plek kunnen worden geplaatst waar vroeger de conventionele ovens stonden. Ze zijn ideaal voor het maken van kleine series chips met hoge precisie.
We stellen de apparaten in zodat ze zo snel mogelijk kunnen werken. Door de werking van de lampen aan te passen, kun je een thermisch profiel creëren dat past bij de materialen die je gebruikt. Het gaat erom een balans te vinden tussen de intensiteit van het infraroodlicht en de thermische massa van de chip, zodat de temperatuur niet te hoog wordt tijdens het smelten van de laспasta.
Het vereist wat vaardigheid, maar het werkt wel.