Infrarot statt Heizluft: Wie man die Temperatur in der Schutzhülle richtig kontrolliert
Wenn man mit Halbleitern arbeitet, kennt man sicherlich die Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Temperatur innerhalb einer Schutzhülle. Über Jahre hinweg war die gängige Lösung die Verwendung von Heizluft. Man bläst einfach heiße Luft über die zu bearbeitenden Teile und hofft auf das Beste.
Es funktioniert – aber es ist wirklich langsam. Man muss warten, bis sich die gesamte Atmosphäre in der Schutzhülle aufgewärmt hat, bevor die Teile endlich die gewünschte Temperatur erreichen. Das bedeutet eine Menge Zeitverlust.
Der Shortcut: Strahlungsübertragung
Infrarot-Elemente eliminieren diesen Zwischenschritt. Anstatt die Luft zu erwärmen, senden die Infrarotlampen elektromagnetische Strahlung direkt auf die zu bearbeitenden Teile. Stellen Sie sich vor, Sie stehen an einem kalten Wintertag in der Sonne. Die Luft um Sie herum ist eiskalt, doch Ihre Haut fühlt sich warm an – weil das Licht direkt auf Ihre Haut trifft. Genau das passiert hier: Die Energie trifft auf die Oberfläche und verwandelt sich sofort in Wärme.
In einer Schutzhülle ist das ein riesiger Vorteil. Die Aufwärmzeit verkürzt sich von Minuten auf Sekunden. Man muss nicht mehr darauf warten, dass ein Ventilator warme Luft durch die Schutzhülle bläst – stattdessen werden die Teile direkt mit Photonen beheizt. Wenn man eine hochproduktive Fertigungslinie betreibt, ist das die schnellste Möglichkeit, Zeit zu sparen.
Die Nachteile (denn es gibt immer welche)
Der Wechsel auf Infrarot-Elemente ist keine magische Lösung. In einem kleinen Raum wird viel Wärme erzeugt. Wenn man zu hohe Leistungen verwendet, können Hitzepunkte auf den Wafern oder Substraten entstehen. Man muss also genau auf die Entfernung zwischen der Lampe und dem Teil achten. Andernfalls entstehen Probleme.
Außerdem gibt es noch die Herausforderungen bezüglich der Hardware. Infrarot-Elemente sind zwar klein – was gut ist –, doch sie benötigen einen geeigneten Controller, damit sie nicht überhitzen. Wenn die Einstellungen des Controllers falsch sind, kann die Arbeitsteile beschädigt werden oder die Elemente können ausgehen.
Warum es sich lohnt, auf Infrarot-Elemente umzustellen
Immer mehr Betriebe verzichten mittlerweile auf Ventilatoren und nutzen stattdessen Infrarot-Elemente. Warum? Denn bewegte Luft führt dazu, dass Staubpartikel auf die empfindlichen Komponenten gelangen. Dadurch bleibt alles sauberer. Zudem wird die Bearbeitungszeit dadurch verkürzt. Es handelt sich dabei um einen einfachen Austausch gegenüber herkömmlichen Heizsystemen – und dieser Austausch lohnt sich, da dadurch die Produktionszeiten reduziert werden.