Dlaczego w salach czystych zamiast gorącego powietrza używamy promieniowania podczerwonego?
W procesie obróbki półprzewodników wszystko sprowadza się do jednego – czasu. Jeśli nadal polegasz na zwykłym powietrzu do suszenia lub degazacji, zapewne doświadczyłeś już irytacji spowodowanej tym, że piec nie jest w stanie sprostać wymaganiom. Dlatego tylu z nas przechodzi na użycie promieniowania podczerwonego do ogrzewania.
Oto różnica w praktyce. Tradycyjne piece działają poprzez nagrzewanie powietrza, a potem oczekiwanie, aż to powietrze ogrzeje elementy, które są w nich znajdujące się. To powolny proces. Istnieje tzw. „opóźnienie termiczne” – ciepło musi najpierw przebić się przez warstwę powietrza, zanim dotrze do elementu do obróbki. To tak, jakbyśmy chcieli ogrzać pomieszczenie za pomocą grzejnika – trzeba wiecznie czekać, aż powietrze się rozgrzeje.
Promieniowanie podczerwone jest inne. Ono w ogóle nie zależy od powietrza. Wysyła promieniowanie elektromagnetyczne prosto w cel. W salach czystych to ogromna zaleta – nie musimy wychylać dużych ilości gorącego powietrza na delikatne elementy, co oznacza znacznie mniej cząstek unoszących się w powietrzu i mniejsze ryzyko zanieczyszczenia. Dodatkowo nie musimy czekać, aż piec się „ustabilizuje”. Wystarczy go włączyć i robić dalej.
Szybkość to naprawdę największa zaleta. Zauważyliśmy, że czas obróbki może zostać skrócony o 50% do 80%. Ponieważ materiał pochłania ciepło bezpośrednio, można osiągnąć żądaną temperaturę niemal natychmiast. Dzięki temu można przetwarzać znacznie większą ilość elementów, bez konieczności adaptacji obiektu pod nowe urządzenia.
Ale pamiętajmy, że promieniowanie podczerwone nie jest magicznym rozwiązniem na wszystko. Działa tylko wtedy, gdy lampa może „widzieć” elementy, które mają być poddane obróbce. Jeśli mamy do czynienia z dziwnymi kształtami lub zagłębieniami, pojawią się problemy z efektem cieniowania. Promienie nie mogą obejść zakręty, więc niektóre obszary pozostaną zimne, podczas gdy inne będą poddawane intensywnemu ogrzewaniu.
Aby to naprawić, trzeba być kreatywnym – np. użyć kilku źródeł światła lub urządzeń obrotowych, aby każdy centymetr był poddany obróbce. I jeszcze jedno ostrzeżenie: promieniowanie podczerwone jest intensywne. Ponieważ ciepło dociera tak szybko, senzory muszą być idealnie dostrojone. Jeśli będą zbyt wolne, możemy przekroczyć żądaną temperaturę i uszkodzić elementy, zanim zdążymy się zorientować, co się stało.