Waarom we overstappen van hete lucht op infraroodverwarmers in vacuumsystemen
Als je werkt in de diepe verwerking van semiconductoren, ken je dit probleem vast wel. Je hebt warmte nodig, en dat snel. Lang hebben we gebruikgemaakt van geforceerde luchtcirculatie, maar er is een groot nadeel: je kunt geen hete lucht in een vacuüm blazen. Er is immers niets om de lucht tegen aan te duwen.
Dus switchen we naar infraroodverwarmers die compatibel zijn met vacuums. Het gaat niet alleen om een andere manier om dingen op te warmen – het gaat ook om tijd besparen.
De klok tikt voortdurend
Hete lucht werkt langzaam. Eerst moet de lucht worden opgewarmd, daarna de wanden van de chamber, en pas daarna wordt de chip zelf warm. Het duurt dus lang voordat de chip klaar is.
Infraroodverwarming werkt anders. Hierbij worden fotonen gebruikt. Ze bewegen zich met de snelheid van het licht en raken het doelwit. Op deze manier wordt de chip snel op temperatuur gebracht. We hebben gezien dat de tijd die nodig is om de chip op temperatuur te brengen, van enkele minuten naar slechts een paar seconden is gedaald. Als je fabriek 24/7 draait, kunnen al die bespaarde seconden leiden tot een enorme toename in productiecapaciteit.
Het is niet zo simpel als gewoon een lamp aansluiten
Je kunt niet zomaar een willekeurige infraroodlamp in de vacuümchamber stoppen. Dat zal alles verpesten. Standaardlampen ‘lekken’ namelijk stoffen uit, waardoor de schone omgeving wordt vervuild.
Om dit te voorkomen, gebruiken we gespecialiseerde kwartsomhullingen en sluitingen die speciaal zijn ontworpen voor gebruik in vacuums. Zelfs de filamenten zijn anders. Omdat er geen zuurstof is om een normale brand te veroorzaken, moeten de materialen speciaal worden gekozen, zodat ze niet te snel gaan branden.
Het probleem: Let op de schaduwen
Hier komt het lastige punt: infraroodverwarming werkt snel, maar het is gericht. Hete lucht omhult het onderdeel als een deken, terwijl infrarood alleen de plekken verwarmt die het kan ‘zien’.
Als het onderdeel een vreemde vorm heeft of complexe geometrie, zal er sprake zijn van koude plekken. Je moet goed letten op waar de lampen zich bevinden en hoe de reflectoren zijn gericht. Anders blijven sommige delen koud, terwijl andere delen te heet worden.
Een advies
Gebruik deze verwarmers in combinatie met een goede PID-regelaar en een pyrometer. Het is verleidelijk om de vermogenssterkte op te trekken om nog een seconde te besparen, maar wees voorzichtig. Als je te veel druk uitoefent, kun je het kwarts beschadigen of het onderdeel vervormen.
Houd vooral rekening met het koelsysteem. Je wilt dat de chip heet wordt, maar je wilt niet dat de rest van het vacuumsysteem beschadigd raakt. Balans is belangrijk.