Dlaczego rezygnujemy z gorącego powietrza na rzecz podczerwieni w procesie produkcji półprzewodników
Jeśli pracowałeś kiedykolwiek w branży obróbki półprzewodników, znasz problemy związane z tradycyjnym wykorzystaniem gorącego powietrza. W gruncie rzeczy mamy do czynienia z nagrzewaniem ogromnej ilości powietrza, w nadziei, że to powietrze skutecznie przekaże ciepło na płytkę półprzewodnikową. Ale istnieje opóźnienie – to tak, jakbyśmy chcieli ogrzać pomieszczenie za pomocą grzejnika przestrzennego: powietrze musi najpierw się nagrzać, zanim nagrzeje się sam obiekt.
Grzanie podczerwienią pozwala uniknąć tego problemu. Energia jest przekazywana bezpośrednio na substrat – nie trzeba czekać, aż powietrze się nagrzeje.
Czas jest kluczowy
Największym problemem przy użyciu gorącego powietrza jest czas oczekiwania. Trzeba spędzić minuty, a czasami nawet znacznie więcej czasu, na czekanie, aż komora osiągnie odpowiednią temperaturę. To naprawdę uciążliwe.
Lampy podczerwone natomiast działają niemal natychmiastowo. Wystarczy nacisnąć przycisk, aby w kilka sekund osiągnąć pożądaną temperaturę.
W dużych zakładach produkcyjnych to właśnie tutaj można osiągnąć realne korzyści. Choć 30 sekund oszczędności w czasie przetwarzania może się wydawać niewiele, to gdy pomnożymy to przez tysiące partii produktów, otrzymujemy ogromną ilość dodatkowej wydajności.
Precyzyjne dostarczanie ciepła tam, gdzie jest potrzebne
Wszyscy mieliśmy do czynienia z tym irytującym problemem „zimnych punktów” na płytkach o średnicy 300 mm. Przy użyciu powietrza trzeba doskonale zaprojektować cały system dystrybucji powietrza, aby krawędzie płytki nie były chłodniejsze od jej środka.
Z podczerwienią jest inaczej. Możemy ułożyć lampy w określonych miejscach, aby precyzyjnie kontrolować rozkład ciepła. Dzięki temu mamy większą kontrolę nad procesem grzania, bez konieczności manipulowania dużymi ilościami powietrza.
Ponadto urządzenia te są mniejsze. Można pozbyć się dużych wentylatorów i rur, co oznacza, że można odzyskać trochę przestrzeni w pomieszczeniach czystych.
Wady (bo zawsze są jakieś wady)
Podczerwień nie jest rozwiązaniem na wszystkie problemy. Ponieważ ciepło jest tak skoncentrowane, łatwo uszkodzić powierzchnię płytki, jeśli sterowniki PID nie są dobrze ustawione. Potrzebne są więc szybko reagujące pirymetry, aby uniknąć przegrzania.
Dodatkowo należy pamiętać o mocy lamp – one pobierają dużo prądu w momencie włączenia. Jeśli nasza instalacja elektryczna jest nieco przestarzała lub niewystarczająca, możemy mieć problemy z przerwaniem zasilania.