Dlaczego grzanie podczerwienią w próżni przewyższa inne metody w procesie produkcji półprzewodników?
Bądźmy szczerzy: tradycyjne piece konwekcyjne zaczynają wydawać się przestarzałe. Większość z nas rezygnuje z nich na rzecz grzejników podczerwieni działających w próżni. nie chodzi tu tylko o spełnienie wymogów dotyczących unikania użycia metali ciężkich lub oszczędzania energii – stary sposób jest po prostu nieefektywny.
Pomyślcie o tym: przy użyciu gorącego powietrza trzeba zużyć mnóstwo energii, aby ogrzać dużo powietrza, aby tylko trochę ciepła dotarło do płytki. To strata energii. Grzanie podczerwienią omija ten problem – wykorzystuje promieniowanie elektromagnetyczne do realizacji zadania.
Cuda grzania podczerwienią w próżni
Gdy usuniemy powietrze z otoczenia, sytuacja staje się bardziej interesująca. Brak powietrza oznacza brak utleniania. Ponadto brak powietrza sprawia, że te irytujące zanieczyszczenia nie mogą dotrzeć do podłoża.
Lampy podczerwone emitują fotony, które bezpośrednio docierają do warstwy, którą chcemy nagrzać. Możemy dostosować intensywność światła tak, aby odpowiadała specyficznym pasmom absorpcji kleju lub fotoopornika. Ciepło dociera dokładnie tam, gdzie jest potrzebne – do samego produktu – a nie tylko do ścianek komory.
To szybkie. Naprawdę szybkie. Mówimy tu o osiągnięciu pożądanej temperatury w ciągu sekund. To ogromna zaleta pod względem kosztów energetycznych i czasu potrzebnego do realizacji procesu.
Oszczędzanie energii bez kłopotów
Klasyczne metody utwardzania polegają na użyciu rozpuszczalników chemicznych lub wysokiej temperatury, co powoduje emisję substancji lotnych do powietrza. Nikt tego nie chce. Grzanie podczerwienią jest procesem „suchym” – używamy lamp kwarcowych, które nie uwalniają toksyn ani gazów.
Ponadto, dzięki zastosowaniu technologii PWM do kontrolowania intensywności podczerwieni, unikamy problemów z temperaturą, które występują przy użyciu grzejników oporowych. Nie trzeba marnować energii, aby utrzymać stałą temperaturę w piecu. Energia jest wykorzystywana tylko wtedy, gdy element znajduje się w polu oddziaływania promieniowania. Proste.
Rzeczywiste zalety i wady
Ale nie wszystko jest idealne. Lampy o dużej intensywności podczerwieni nadmiernie się nagrzewają. Ponieważ w próżni nie ma powietrza, które mogłoby usunąć to ciepło, nie można polegać na mechanizmach konwekcji.
Potrzebna będzie dedykowana systemy chłodzenia wody dla obudowy lampy. Jeśli chłodzenie nie będzie dostosowane do aktualnej mocy lampy, jej żarniki szybko się wypalą.
To wymaga balansowania – chcemy, aby promieniowanie było wystarczająco intensywne, ale musimy też uważać na obciążenie termiczne uszczelnień komory. Jeśli te uszczelnienia zawiodą, pojawi się problem.