Stoppen met wachten op de verwarming: de werkelijkheid van vacuüm-IR-verwarming
Als je nog steeds gebruikmaakt van hete luchtcirculatie voor de verwerking van semiconductoren, vecht je eigenlijk een verloren strijd tegen de tijd.
Het probleem is dat er in een vacuüm geen lucht is die zich kan bewegen. Je kunt de warmte niet zomaar op de chip richten. Dat betekent dat je vastzit. Hier komt de vacuüm-IR-verwarming om de hoek kijken. In plaats van de ruimte te verwarmen, gebruikt IR elektromagnetische straling om rechtstreeks de chip te verwarmen.
Het is een geheel andere manier van denken over warmte.
De verborgen kosten van ‘wachten’
We hebben allemaal wel ervaring met dit fenomeen: je zet het systeem aan en wacht dan. Eerst moet de lucht worden verhit, daarna de wanden van de kamer en uiteindelijk de chip zelf. Het gaat erg langzaam.
IR doet dat niet. De warmte bereikt het doel bijna onmiddellijk – binnen miliseconden. Stel je eens voor wat dat betekent voor je werkprocessen. Als je een proces dat normaal gesproken 10 minuten duurt, in 30 seconden kunt uitvoeren, kun je meer doen per uur, zonder extra apparatuur te hoeven kopen of meer ruimte te nodig hebben in een al drukke laboratoriumruimte.
Het juiste systeem kiezen
Je kunt natuurlijk niet zomaar een gewone verwarmingsapparaat gebruiken in een vacuüm. Je hebt speciale apparatuur nodig. We gebruiken meestal kwartsomhullingen en zeer zuivere sluitingen. Waarom? Omdat ‘outgassing’ een groot probleem kan zijn. Eén kleine lekje kan al leiden tot schade aan de chip.
Maar er is ook een nadeel: hoge-stroom IR-lampen werken snel, maar ze veroorzaken ook veel warmte. Als het materiaal deze warmtestraling niet aankan, zal het beschadigen. Om dit te voorkomen, heb je een goede PID-regelaar nodig om de temperatuur precies onder controle te houden.
De afweging
IR is natuurlijk geen magisch oplossing voor alle situaties. Er moet sprake zijn van zichtlijnen tussen de lampen en de chip. Als de chip een vreemde vorm heeft, diepe gaten of complexe geometrieën, zal het IR-licht niet alle hoeken bereiken. Sommige plekken zullen dan te heet worden, terwijl andere plekken nog steeds koud blijven. Je moet dan tijd besteden aan het bepalen waar de lampen moeten komen te staan of aan het gebruiken van reflectoren om de warmte naar die plekken te sturen.
Forced air is inderdaad langzamer, maar het is flexibeler. Het kan zich rondom het materiaal bewegen.
Maar als je met vlakke chippers werkt en snelheid belangrijk is? Dan is IR de enige oplossing.