Stop met tijdverspilling: Waarom vacuüm-IR-verwarming zinvol is
Als je ooit ervaring hebt opgedaan met de verwerking van halfgeleiders, ken je het proces wel. Je moet wachten: wachten tot dingen opwarmen, wachten tot ze afkoelen. Lang hebben we gebruikgemaakt van geforceerde luchtcirculatie om dit te bereiken, maar het gebruik van vacuüm-compatible infrarode (IR)-verwarmers verandert het hele proces.
Het draait allemaal om hoe de hitte bij de chip komt. Luchtcirculatie is net alsof je een kamer probeert op te warmen met een ventilator – het duurt eeuwen, omdat de lucht de energie moet vervoeren. En in een omgeving met hoge vacuümdruk? Dan bestaat er geen lucht meer. Je kunt niets verplaatsen wat er niet is. IR-verwarmers vermijden deze tussenschakel: ze sturen elektromagnetische straling rechtstreeks naar het doelwit.
Het gebeurt in een oogopslag.
Die “thermische vertraging” die we allemaal haten bij luchtsystemen? Die is verdwenen. Je hoeft de lucht niet eerst op te warmen, daarna de muren en pas daarna het substraat. Met kortegolflengte IR-lampen bereikt de energie direct het doelwit. Hierdoor kun je de tijd die nodig is voor het opwarmen en afkoelen met 60% tot 80% verkorten. Als je fabriek 24/7 draait, betekent dat dat er per uur veel meer chips geproduceerd kunnen worden.
Maar je kunt niet zomaar elke lamp in een vacuüm gebruiken.
Wij gebruiken gespecialiseerde kwartsbekleding en afsluitmiddelen, want “outgassing” is een groot probleem. Als de verwarmingsapparatuur chemicaliën in het vacuüm loosst, wordt je silicium vervuild en wordt de integriteit van het vacuüm verstoord. Dat is een ramp. Daarom maken we apparaten die compacter zijn, maar toch krachtig genoeg om de gewenste hitte te leveren, zonder dat het hele vacuümsysteem als oven fungeert.
Eerlijk gezegd: IR-verwarming is geen magisch trucje. Het heeft ook zijn nadelen.
Omdat de warmteoverdracht zo snel gaat, is het gemakkelijk om de gewenste temperatuur te overschrijden. Als de PID-regeling niet perfect is ingesteld, kom je ruimschoots boven de gewenste temperatuur uit. Verder is er nog het probleem van reflectie: als de wanden van de kamer niet bestand zijn tegen zulke straling, wordt je dure apparatuur juist opgewarmd, in plaats van het onderdeel dat je wilt verwerken.
Ons trucje? Gebruik gouden koelschilden. Dit houdt de energie gericht op de chip, voorkomt verspilling en zorgt er ook voor dat het koelsysteem niet overbelast raakt.