Waarom vacuüm-IR-verwarming de slimme manier is om leedvrije chips te verwerken
Laten we eerlijk zijn: de regels voor ‘leedvrije en milieuvriendelijke’ productie van halfgeleiders zijn een flinke uitdaging. Maar ze blijven bestaan. Lang geleden gebruikten we gewoon convectiekosten. Het probleem? Je moet immers geld uitgeven om een enorme hoeveelheid lucht op te warmen, in de hoop dat de wafers voldoende warm worden – terwijl je ook nog moet voorkomen dat er stof of andere vervuilingssubstanzen op de wafels terechtkomen.
Daar komt vacuüm-IR-verwarming om de hoek kijken. In plaats van hete lucht te gebruiken, stuurt IR-straling rechtstreeks naar het materiaal waarop de wafels liggen. Het is efficiënt en schoon.
Hoe het werkt
Stel je voor dat je op een winterdag in de zon staat. Je hoeft niet te wachten tot de lucht om je heen opwarmt; je voelt de warmte meteen op je huid.
In een vacuüm hoeven we ons geen zorgen te maken over warmteverlies door de lucht. De IR-lampen stralen kortegolfradiatie uit die rechtstreeks in de lagen van het materiaal dringt. Het gaat erg snel. Je kunt de oppervlaktetemperatuur verhogen zonder energie te verspillen aan het opwarmen van elke centimeter van de ruimte.
Het is dus een veel efficiëntere manier van werken. Je hoeft geen enorme ventilatoren of duizenden liters gas te gebruiken om slechts een paar wafels te verwerken.
De uitdagingen (de technische aspecten)
Het is echter niet zo eenvoudig. Om de benodigde temperaturen te bereiken voor leedvrije ladingen of fotoresisten, heb je sterke apparatuur nodig – meestal hoge-sterkte kwarts- of halogeenlampen.
De echte uitdaging is het sluiten van de lampen in het vacuüm. De lampen mogen geen warmte verliezen. Als dit gebeurt, is het vacuüm verstoord en gaan alle wafels mis. We gebruiken speciale sluitingen om dit te voorkomen.
En nog een tip: let goed op de vermogensdichtheid. Als je de wafels met te hoge intensiteit met IR-verwarming behandelt, kunnen er ‘hot spots’ ontstaan. Het is gemakkelijk om per ongeluk een deel van de wafer te beschadigen. Om dit te voorkomen, moet je de wafer draaien of ervoor zorgen dat de lampen perfect in balans zijn. Bovendien moeten je PID-regelaars snel reageren. IR-straling bereikt de gewenste temperatuur vrijwel onmiddellijk, dus het systeem moet in staat zijn om mee te gaan met deze snelheid.
Conclusie
Door over te stappen op vacuüm-IR-verwarming kun je die schadelijke oplosmiddelen vermijden en de broeikasgassen die vrijkomen verminderen. Als je nog steeds gebruikmaakt van ouderwetse thermische methoden, is dit een goede manier om meer ruimte te besparen en minder te betalen voor elektriciteit.
Eén tip: controleer je koelwatercirculatie. De lampen worden erg heet, dus je hebt een systeem nodig dat deze hitte aankan.