Почему теплообмен с использованием инфракрасного излучения побеждает в процессе полупроводниковой обработки
Честно говоря, традиционные конвекционные печи уже начинают казаться устаревшими устройствами. Большинство из нас отказывается от них в пользу инфракрасных обогревателей, работающих в вакуумной камере. Это связано не только с необходимостью соблюдения правил, связанных со снижением использования токсичных веществ и энергозатрат, но и с тем, что старые способы обработки просто неэффективны.
Подумайте сами: при использовании горячего воздуха потребляется огромное количество энергии для нагрева большого объема воздуха лишь для того, чтобы передать тепло на поверхность пленки. Это пустая трата ресурсов. Инфракрасный обогрев избегает этой проблемы – он использует электромагнитное излучение для достижения цели.
Волшебство вакуумного инфракрасного обогрева
Когда воздух удаляется из камеры, ситуация становится интереснее. Отсутствие воздуха означает отсутствие окисления. Кроме того, отсутствие воздуха предотвращает попадание загрязнений в поверхность изделия. Инфракрасные лампы излучают фотоны, которые направляются прямо в слой, который необходимо обработать. Мы можем настроить частоту излучения так, чтобы оно попадало в специфические участки поверхности. Тепло поступает именно туда, куда нужно – в само изделие, а не просто нагревает стены камеры.
Это быстро. Очень быстро. Целевая температура достигается за считанные секунды. Это значительно снижает расходы на энергию и ускоряет процесс обработки.
Экологичность без проблем
Традиционные методы обработки часто требуют использования химических растворителей или высоких температур, что приводит к выделению токсичных веществ в воздух. Никто не хочет этого. Инфракрасный обогрев является «сухим» методом обработки: мы используем кварцевые лампы, которые не выделяют токсинов. Кроме того, благодаря использованию технологии PWM для контроля интенсивности излучения, мы избегаем проблем, связанных с перегревом, как это бывает при использовании обычных нагревателей. Вы не тратите энергию зря, ведь она используется только тогда, когда деталь находится под излучением. Проще говоря, все очень просто.
Реальные недостатки
Но не все так идеально. Высокоинтенсивные инфракрасные лампы сильно нагреваются. Поскольку в вакууме нет воздуха, который мог бы уносить этот жар, нельзя полагаться на конвекцию. Необходимо использовать специальную систему водяного охлаждения для корпуса лампы. Если охлаждение не настроено правильно, нити лампы сгорят слишком быстро. Это требует балансировки: необходимо, чтобы излучение было достаточно интенсивным, но в то же время нужно контролировать тепловую нагрузку на уплотнения камеры. Если уплотнения выйдут из строя, возникнут проблемы.