Почему использование инфракрасных нагревателей в вакууме является лучшим решением для производства полупроводников
В мире полупроводников существует стремление к использованию технологий, не требующих использования свинца и при которых снижается экологический ущерб. Но если вы по-прежнему используете обычные конвекционные печи, вы столкнетесь с серьезными проблемами. Такие печи потребляют огромное количество энергии; половина времени они тратится на нагрев воздуха, который на самом деле не нуждается в нагреве. К тому же они часто привносят примеси в процесс производства.
Инфракрасные нагреватели, работающие в вакууме, решают эту проблему. Вместо использования воздуха в качестве проводника тепла, они используют излучение для передачи энергии непосредственно к объекту нагрева.
Как это работает с точки зрения физики
В вакууме нет воздуха, который мог бы передавать тепло. Процессы теплопроводности и конвекции прекращаются. Именно здесь на сцену выходит электромагнитное излучение. Инфракрасные лампы испускают фотоны, которые направляются прямо в материал, нагревая его молекулы. Таким образом не тратится время на нагрев стенок камеры или пустого пространства вокруг детали. Вы нагреваете только саму пластину. Это быстро — очень быстро. Это позволяет сэкономить массу энергии и ускорить процесс обработки деталей.
Сложность заключается в поддержании чистоты
Нельзя просто поместить лампу в вакуумную камеру и надеяться на успех. Это приведет к катастрофе. Мы используем специальные кварцевые упаковки и уплотнители, разработанные специально для работы в вакууме, чтобы предотвратить выбросы веществ. Если материалы не чистые, при нагревании они излучают летучие органические соединения. В производстве полупроводников даже небольшое количество примесей может испортить весь продукт. Никто этого не хочет.
Проблемы, связанные с использованием безсвинцовых материалов
Переход на безсвинцовые сварочные материалы и клеи представляет сложности, так как для их нагрева требуются более высокие температуры и строгое контролирование температурного режима. Преимущество инфракрасных нагревателей заключается в том, что они могут достигать высоких температур мгновенно. Не нужно ждать, пока печь нагреется. Достаточно просто включить ее. Но есть один недостаток: необходимо правильно регулировать температуру. Поскольку в вакууме нет воздуха, который мог бы уносить тепло от корпуса лампы, необходимо использовать эффективные системы охлаждения. Если система охлаждения выйдет из строя, корпус лампы может перегреться за считанные секунды.
Это единственный реальный способ достижения «нулевых выбросов». Таким образом можно избавиться от вредных химических растворителей и не использовать огромные печи, которые потребляют массу энергии. Это более чистый и эффективный способ производства.