Почему инфракрасное нагревание лучше, чем нагрев с использованием горячего воздуха на производстве полупроводников
Переход с использования горячего воздуха на инфракрасное нагревание – это не просто смена способа нагрева. Это совершенно иной подход к использованию энергии.
Подумайте о горячем воздухе: его действие медленное. Сначала нужно нагреть воздух, а затем уже он нагревает пластину. Всегда есть задержка. Инфракрасное излучение работает иначе: энергия сразу достигает цели.
Это быстро. Очень быстро.
Скрытые издержки ожидания
Установки для нагрева с использованием горячего воздуха имеют большие размеры. Чтобы поддерживать постоянную температуру, требуется много места. Но самой серьезной проблемой является «термическая инерция»: чтобы достичь нужной температуры, требуется много времени, а чтобы охладиться – еще больше времени.
На производстве с высокой производительностью эти минуты складываются в значительные потери. Это как деньги, уходящие безвозвратно.
Инфракрасные лампы решают эту проблему. Они достигают нужной температуры за считанные секунды. Не нужно ждать, пока воздух в камере достигнет 200°C – можно сразу начинать работу. Производительность повышается, так как нет необходимости в длительном ожидании.
Проблемы, связанные с теплом
Проблема в том, что инфракрасные нагреватели становятся чрезмерно горячими в очень маленьких пространствах. Если использовать обычные кабели из ПВХ или силикона, они сразу же начнут плавиться или разрушаться.
Поэтому мы используем кабели с покрытием из тефлона (ПТФЕ). Они выдерживают высокие температуры без выброса химикатов в чистую комнату. Таким образом, энергия продолжает поступать, а соединения остаются стабильными, даже когда нагреватели работают на полную мощность.
Компромиссы
Инфракрасное нагревание не является идеальным решением. Это не волшебное средство от всех проблем.
Поскольку инфракрасное излучение действует только в пределах линии видимости, его использование может быть сложным. Если деталь имеет необычную форму, некоторые участки будут нагреваться, а другие – оставаться прохладными. Необходимо тщательно планировать расположение ламп и количество энергии, которое они получают.
Кроме того, если не обеспечить должную защиту, можно повредить сам корпус оборудования. Необходимо, чтобы система охлаждения была достаточно мощной, чтобы справиться с лишним теплом. Иначе возникнут другие проблемы.