Warum Infrarotheizung dem heißen Luftstrom überlegen ist
Die meisten Halbleiterfabriken arbeiten immer noch auf die alte Weise: Sie erhitzen die Luft und hoffen anschließend, dass diese Luft das Bauteil ebenfalls erhitzt. Das ist im Grunde genommen wie versuchen, ein Haus zu erwärmen, indem man einen Föhn in den Flur bläst – es kommt zu einer enormen Verzögerung.
Deshalb wenden immer mehr Menschen Infrarotheizung an. Dadurch wird der „Mittelsmann“ weggelassen: Anstatt darauf zu warten, dass die Luft warm wird, erreicht die Energie direkt das Bauteil.
Die wirklichen Kosten des Wartens
Denken Sie kurz über die Physik nach. Heiße Luft basiert auf Konvektion – das bedeutet im Grunde, dass der Prozess langsam abläuft. Man muss warten, bis die Luft warm ist, und anschließend wieder warten, bis die Wärme tatsächlich in das Material eindringt. Das ist äußerst zeitaufwendig.
Infrarotlampen hingegen funktionieren sofort: Sobald man den Schalter betätigt, reagiert das Bauteil sofort.
In einer Hochleistungsfabrik sind solche Sekunden entscheidend. Wenn man beispielsweise 30 Sekunden pro Wafer einsparen kann, bedeutet das tausende zusätzliche Produkte pro Schicht. Das sind viele Gelder, die man sparen kann, wenn man weiterhin heiße Luft verwendet.
Hören Sie auf, den ganzen Raum zu heizen
Ein weiterer Nachteil von Luftzirkulationssystemen ist, dass sie Leckagen aufweisen. Dabei geht eine Menge Wärme durch die Rohrleitungen und das Gehäuse verloren – das ist sinnlos.
Mit Infrarotheizung kann man gezielt einwirken: Die Energie wird genau dorthin geleitet, wo sich das Bauteil befindet. Man muss nicht den ganzen Reinraum erwärmen, nur um ein Bauteil auf 200°C zu bringen. Zudem sind die Geräte kleiner – man kann thus mehr Bearbeitungsstationen unterbringen, ohne dass man ständig über die Geräte stolpert.
Der Haken (denn es gibt immer einen Haken)
Infrarotheizung ist zwar eine Lösung für viele Probleme – aber sie ist keine Allheilmethode. Da die Wärme so konzentriert ist, können Probleme schnell auftreten, wenn die Lampen nicht richtig ausgerichtet sind. Dadurch entstehen Hotspots, die die Bauteile zerstören können.
Man braucht daher präzise PID-Controller, um sicherzustellen, dass die Temperatur nicht zu hoch wird. Und wenn man von heißer Luft auf Infrarotheizung umsteigt, muss man seine Sensoren neu kalibrieren.
Aber das größte Problem ist die Kühlung. Da das Bauteil so schnell erhitzt wird, muss das Kühlsystem mitkommen. If das Kühlsystem zu schwach ist, verschiebt sich das Problem einfach vom Anfang zur Ende der Produktionslinie.