Waarom we overstappen van hete lucht naar infraroodstraling in de halfgeleiderverwerking
Stel je eens voor hoe een gewone oven werkt: je verwarmt de lucht, en die lucht verwarmt vervolgens het product. Dat werkt prima voor het bakken van een taart, maar in de halfgeleiderverwerking? Dat is geen optie. Er is namelijk een lange tijd nodig voordat de lucht voldoende warm is geworden om het product te verwarmen.
Daarom kiezen veel ingenieurs er nu voor om geen hete lucht meer te gebruiken, maar infraroodstralers. Infraroodstraling heeft geen invloed op de lucht; de energie wordt rechtstreeks op het product gericht. Het gaat hier om straling, geen convectie. Het resultaat? De tijd die nodig is om het product op temperatuur te brengen, verdwijnt volledig. Je hoeft niet meer te wachten tot de ruimte warm genoeg is, zodat je meteen aan de slag kunt gaan.
Het geheim zit in de keramische eindkapjes
Als je een infraroodstraler met hoge output gebruikt, is de afsluiting van cruciaal belang. We gebruiken keramische eindkapjes om de kloof tussen de kwartstube en de elektrische leads te overbruggen. Waarom keramiek? Omdat metaal hiertegen niet bestand is. Bij hoge temperaturen faalt metaal, terwijl keramiek dat niet doet. Keramiek blijft stabiel onder zulke hoge temperaturen, waardoor de afsluiting niet zal beschadigen zodra je de straler snel in gebruik neemt.
Bovendien zorgen deze kapjes ervoor dat de filament precies op de juiste plek blijft. Als de filament ook maar iets verschuift, ontstaan er hete punten. En hete punten zijn een groot probleem: ze kunnen de wafers beschadigen of leiden tot een ongelijke verhitting. We zorgen er dus voor dat deze kapjes goed aansluiten bij de thermische uitzetting van het kwarts, zodat de lamp niet kapotgaat zodra je hem inschakelt.
Snelheid versus hitte
Infraroodstralers leveren veel warmte op. De warmtedichtheid per vierkante inch is veel hoger dan bij conventionele luchtwarmte. Hierdoor kan het product in slechts enkele seconden op de gewenste temperatuur worden gebracht. Dit is dan ook de nieuwe standaard. Het maakt het mogelijk om meer producten per tijdseenheid te verwerken.
Maar er is een nadeel: zo’n hoge intensiteit veroorzaakt veel druk op het apparaat. Je bespaart inderdaad tijd, maar je creëert ook een soort ‘mini-zon’ in je apparaat. Als je geen goede koeling hebt, kunnen je elektronische onderdelen beschadigen. Het gaat dus om balans.