Warum wir auf digitale IR-Heizsysteme umsteigen
Wenn Sie schon einmal mit Systemen zur Erwärmung der Luft gearbeitet haben, wissen Sie, wie das funktioniert: Die Luft wird erhitzt, und anschließend muss man warten, bis diese Luft die zu behandelnden Bauteile aufgewärmt hat. Im Bereich der fortschrittlichen Halbleiterverarbeitung ist dieses Warten ein großer Nachteil – es verursacht Zeitverzögerungen, die alles verlangsamen.
Deshalb haben wir auf digitale IR-Heizcontroller umgestellt. Anstelle von Luft wird hier Strahlung verwendet, um direkt auf das Substrat einzuwirken. Das ist ein schnellerer Weg zur Erwärmung.
Die verborgenen Kosten des Wartens
Die Konvektion ist einfach nur langsam. Man verbringt Minuten damit, darauf zu warten, dass die Öfen eine konstante Temperatur erreichen. Das ist eine Zeitverschwendung.
IR-Lampen hingegen erreichen die gewünschten Temperaturen bereits nach Sekunden. Bei der Verwendung eines digitalen IR-Controllers muss man lediglich den Betriebsmodus der Lampen steuern, damit die Temperatur nicht überschritten wird. Dadurch werden die „Zeitkosten“ pro Wafer oder Chip reduziert – dadurch können die Bauteile schneller durch den Produktionsprozess gelangen.
Umgang mit der thermischen Trägheit
Bei heißer Luft bleibt sie weiterhin heiß. Wenn der Prozess aus dem Gleichgewicht gerät, kann man die Hitze nicht einfach ausschalten. Man ist gezwungen, weiter mit dieser Hitze zu arbeiten.
Digitale IR-Controller lösen dieses Problem. Wir verwenden PID-Schleifen sowie schnell schaltende Relais, um die Stromzufuhr zu steuern. Wenn ein Sensor eine Temperaturanstieg feststellt, schaltet der Controller sofort den Strom ab. Die Hitze hört sofort auf, sobald die Lampe ausgeht. Das ist eine viel effektivere Methode.
Die Kompromisse
IR-Heizsysteme sind zwar eine tolle Lösung, aber sie sind keine Allheilmittel. Da die Wärmestärke sehr hoch ist, können es Probleme geben, wenn die Reflektoren nicht perfekt ausgerichtet sind. Auch kann man diese Systeme nicht einfach in alte Heißluftöfen einbauen und erwarten, dass sie funktionieren. Man muss die thermischen Zonen genau planen und sicherstellen, dass die Kühlfans mit der abgegebenen Wärme umgehen können.
Aber für Ingenieure, die von der Batch-Verarbeitung auf die Inline-IR-Verfahren umsteigen möchten, ist das wirklich ein Vorteil. Man muss nicht mehr auf die Erwärmung der Luft warten, sondern kann den Prozess sekundengenau steuern. Wenn man die Produktivität steigern möchte, ist das die richtige Lösung.