Vacuüminfraroodverwarming versus hete lucht: waarom het verschil belangrijk is
Als je werkt met diepe semiconductorfabricage, ken je vast de uitdagingen die gepaard gaan met het overdragen van energie. Lang hebben we ons verlaten op hete luchtcirculatie. Het is eenvoudig: je verwarmt de lucht, en die lucht verwarmt de chip. Maar er is een probleem: je kunt geen hete lucht in een vacuüm blazen. Er is immers niets om de lucht doorheen te blazen. Hierdoor komen vacuümcompatibele infraroodverwarmers van pas. In plaats van gebruik te maken van een medium, maken we nu gebruik van straling.
De tijd dringt
Conventieve verwarming is eerlijk gezegd erg langzaam. Je moet wachten tot de hele kamer een bepaalde temperatuur heeft bereikt, voordat je chip zelfs maar kan stabiliseren. Dat betekent veel tijdverspilling elke keer dat je de temperatuur verandert.
Infraroodverwarmers veranderen dit. Ze sturen fotonen rechtstreeks naar het doelwit. Het verschil is enorm: de tijd die nodig is om de chip op temperatuur te brengen, daalt van minuten tot seconden. Voor iedereen die een productielijn runt, betekent dit dat de productiecapaciteit toeneemt, omdat er geen tijd meer wordt verspild aan het opwarmen van de kamerwanden. De warmte komt precies waar het nodig is: op de chip zelf.
De uitdagingen
Natuurlijk heeft het overstappen op vacuümineverwarming ook zijn nadelen. Standaardlampen kunnen namelijk ‘gas loslaten’, oftewel ze verspreiden vuil in de kamer, waardoor de zuiverheid van de chip wordt bedreigd. Om dit te voorkomen, gebruiken we speciale kwartsverpakkingen en sluitingen die bestand zijn tegen het vacuüm.
Er is ook nog het probleem van de hitteintensiteit. Hoge-dichtheid infraroodarrays genereren veel warmte, maar ze kunnen ook een sterke temperatuurverschillen veroorzaken. Als je chip dun is, kan het oppervlak extreem heet worden, terwijl het binnenste nog koud blijft. Je moet dus goed opletten bij het instellen van de PID-regelaars, anders riskeer je dat je chip beschadigt wordt.
Ruimte besparen (en geduld)
Eén van de grootste voordelen is dat je geen grote ventilatoren, leidingen en zwaar isolatiemateriaal meer nodig hebt. De afmetingen van je apparaat nemen af. Je kunt deze verwarmers gewoon in het vacuümsysteem plaatsen.
Let wel: zorg ervoor dat je koelings systeem goed wordt afgesteld. Deze verwarmers blijven namelijk erg heet. Als je de overtollige warmte niet weghaalt, kunnen de metingen onnauwkeurig worden. Dan moet je gissen in plaats van meten.