Infrarood versus geforceerde convectie: een realistische vergelijking voor vacuümprocessing
Als je ooit hebt geprobeerd over te stappen van een systeem met hete lucht op infraroodverwarming die geschikt is voor gebruik in een vacuümomgeving, weet je dat dit de manier waarop je omgaat met de warmtebehandeling drastisch verandert.
Forceerde convectie heeft immers een medium nodig om de warmte te verspreiden. Maar in een vacuüm? Dat medium is er niet. Je kunt geen warmte ‘naar’ een chip blazen wanneer er geen lucht is om deze warmte te vervoeren. Hier komt infraroodverwarming om de hoek kijken: het maakt gebruik van elektromagnetische straling om rechtstreeks op het doelwit in te werken. Geen bemiddelaars nodig.
De tijd tikt altijd door
Systemen met hete lucht werken traag. Ze hebben veel thermische inertie, waardoor je minuten – soms zelfs uren – moet wachten tot de kamer stabiel is. Dat is een groot nadeel.
Infraroodverwarmers werken daarentegen vrijwel onmiddellijk. We hebben gezien dat de tijd die nodig is om de temperatuur op te laten stijgen, van minuten naar seconden kan dalen. Als je de productiecapaciteit wilt vergroten, is het belangrijk om oppervlakken snel te kunnen verwarmen, zonder dat de hele ruimte opwarmt.
Het juiste materiaal gebruiken in de schone ruimte
Je kunt natuurlijk niet zomaar een gewone lamp gebruiken. Infraroodlampen die geschikt zijn voor gebruik in een vacuümomgeving maken gebruik van speciaal kwarts en filamenten. Anders kan er vuil in de schone ruimte komen. We gebruiken dus hoogzuiver materiaal om het vacuüm te behouden. Het goede nieuws is dat je veel vermogen krijgt in een kleine ruimte. Je kunt specifieke gebieden op de chip verwarmen, zodat de randen niet beschadigen terwijl het midden nog koud blijft.
De nadelen
Infraroodverwarming is echter geen magische oplossing. Omdat de warmte zo snel wordt overgedragen, kan het materiaal beschadigd raken als je te snel bent met het opvoeren van de temperatuur. Je moet ervoor zorgen dat je PID-regelaars goed functioneren. Als de sensoren traag zijn, kan de temperatuur te hoog worden, waardoor je al het product moet weggooien. Dat is natuurlijk erg teleurstellend.
Vergeet ook niet om rekening te houden met het koelsysteem. Dit moet sterk genoeg zijn om de warmte snel af te voeren nadat de cyclus is afgerond. Anders gaan alle seconden die je tijdens het opwarmen hebt bespaard, verloren tijdens het afkoelen.