Stoppen met wachten op de oven: waarom IR-verwarming de beste optie is voor semi-industriële verwerking
Als je nog steeds gebruikmaakt van geforceerde luchtcirculatie voor de diepe verwerking van halfgeleiders, betaal je eigenlijk elke dag een soort “tijdsbelasting”.
Denk eens na over hoe geforceerde luchtcirculatie werkt. Je verwarmt de lucht en hoopt dat deze lucht vervolgens de chip kan verwarmen. Het is een traag proces. Er is een vertraging. Het is net alsof je een kamer probeert op te warmen met een ruimtetemperatuurverwarmer die zich aan de andere kant van de kamer bevindt.
IR-verwarming vermijdt deze tussenliggende stap. Het maakt gebruik van elektromagnetische straling om energie rechtstreeks in het materiaal te sturen. Er is geen sprake meer van vertraging.
Het verschil in snelheid is enorm.
Bij gebruik van hete lucht moet je rekening houden met de thermische inertie. Het duurt eeuwen om de temperatuur van een groot volume lucht te veranderen – meestal minuten. Maar IR-lampen bereiken hun doel al binnen seconden.
Dit is precies waar Rapid Thermal Processing (RTP) echt zijn kracht laat zien. Als je proces vereist dat de temperatuur met 100°C per seconde stijgt, kan convectie dit niet bijhouden. Het is fysiek onmogelijk. IR doet het echter wel, onmiddellijk.
Maar er zijn ook nadelen. Omdat IR zo effectief is, is het gemakkelijk om de gewenste temperatuur te overschrijden. Je kunt het je niet veroorloven om ‘bijna goed’ te zijn. Je hebt hoge-gevoeligheidsthermocouple nodig – meestal van het K-type of platinum-rhodium type – en deze moeten recht tegen het oppervlak van de chip worden geplaatst.
De sensoren mogen niet te groot zijn. Als de sensor te groot is, veroorzaakt dit weer vertraging. Tegen de tijd dat de controller beseft dat de temperatuur te hoog is, is de chip al beschadigd.
Het is echter geen magie. Er zijn ook nadelen.
IR is richtingsgebonden. Terwijl geforceerde luchtcirculatie de temperatuur gelijkmatig verspreidt, kunnen IR-lampen ‘heette punten’ veroorzaken als de lampen niet perfect zijn gericht. Je moet dus goed opletten bij het bepalen van de juiste positionering.
En dan is er nog de vraag naar de warmtestroom. IR-lampen met een hoge vermogensgraad leveren veel energie op. Als je koelsystemen niet goed genoeg zijn, kunnen je elektronische onderdelen beschadigd raken.
Toch blijft het voor iedereen die meer chips wil verwerken de beste oplossing. Je kunt zo een proces dat normaal gesproken 20 minuten duurt, in 30 seconden afhandelen.