Overstappen van hete lucht naar IR-verwarming in de fabriek: Wat je echt moet weten
Als je overstapt van convectieverwarming met hete lucht naar infrarood (IR)-verwarming voor je diepe verwerkingsprocessen, verandert je in feite je manier van denken over warmte.
Denk eens na over hoe hete lucht werkt. Je verwarmt een medium – de lucht – en hoopt dan dat deze lucht de energie overdraagt aan de chip. Dit gebeurt langzaam; er is een vertraging. IR-technologie omzeilt deze tussenkomst: het bereikt het substraat rechtstreeks met elektromagnetische straling.
Het is snel. Echt snel.
Het probleem van het ‘wachten’
Iedereen die eerder heeft gewerkt met ovens op basis van hete lucht kent de frustratie veroorzaakt door thermische inertie. Je moet eeuwig wachten tot de oven de gewenste temperatuur heeft bereikt en tot de warmte daadwerkelijk in het oppervlak van de chip dringt. Dat is tijdverspilling.
IR-technologie elimineert deze opwarmfase. Je krijgt bijna onmiddellijk warmtestroom. Voor de ingenieurs betekent dit een enorme verbetering: de tijd die nodig is om de temperatuur op te voeren of te verlagen, kan met 60% tot 80% worden verminderd. Bovendien hoef je niet langer de lucht rondom de chip te verwarmen; de energie wordt rechtstreeks naar de chip geleid.
Meer ruimte voor optimisatie
Eén van de grootste voordelen? Je hebt minder ruimte nodig. Je hoeft geen enorme blazers meer te gebruiken, noch een ingewikkeld systeem van leidingen om hete lucht te versturen.
Je kunt IR-arrays gebruiken om specifieke gebieden op de chip te verwarmen. Hierdoor heb je veel meer controle over de warmtetransporten dan met hete lucht. Dit betekent dat je minder zorgen hoeft te maken over vervorming van de chip of over belasting tijdens scherpe temperatuurschommelingen.
De nadelen (want er zijn altijd nadelen)
IR-technologie is geen magische oplossing. Omdat het om een technologie gaat die alleen werkt als er een zichtlijn is, heeft het ook zijn beperkingen. Als je componenten vreemde 3D-vormen hebben of diepe gleuven, kan de straling niet overal komen. Hierdoor ontstaan er ‘koude plekken’.
Om dit op te lossen, moet je creatief zijn met de hoeken van de reflectoren, of misschien een hybrissysteem gebruiken om alles gelijkmatig te houden.
En één laatste tip: als je de vermogen van de apparatuur verhoogt om nog wat seconden te besparen, zorg er dan voor dat de koelsystemen dit kunnen bijhouden. Als je de warmte niet snel genoeg kunt afvoeren tijdens het koelenproces, loop je het risico dat de chips beschadigen. En dat wil niemand.