Een betere manier om semiconductoorapparatuur op te warmen
Is het je ooit opgevallen dat sommige apparaten erg heet worden? Niet alleen het deel waarop je werkt, maar ook het hele apparaat zelf.
Dat is het probleem met standaard convectieverwarmers. Ze proberen de lucht op te warmen, waardoor alles wordt opgewarmd – inclusief de wanden van het apparaat. In een schone ruimte is dit een nachtmerrie. De wanden kunnen zo heet worden dat ze iemand kunnen branden, of erger nog: de thermische stabiliteit van de halfgeleiderchips kan worden verstoord.
We hebben besloten om niet meer te vechten tegen de lucht, maar in plaats daarvan richtingsgebonden infraroodstraling te gebruiken.
Hoe het werkt
Stel je het voor als een zaklamp in plaats van een ruimteverwarmer. IR-lampen geven energie af in een rechte lijn. Deze energie zweeft niet zomaar rond; ze wordt alleen overgedragen wanneer ze ergens tegenaan komt.
Door gebruik te maken van reflectoren en de positie van de lampen goed te bepalen, kunnen we de warmte precies waar we hem willen hebben richten. Het werkstuk krijgt de warmte, terwijl de binnenwanden van het apparaat koel blijven. Geen verspilling meer, geen oververhitting van het apparaat.
De nadelen van hoge temperaturen
We gebruiken korte golflengte IR-emitters, omdat ze veel energie kunnen leveren in een klein oppervlak. Hierdoor kan de gewenste temperatuur snel worden bereikt.
Maar er is een nadeel: omdat de energie zo geconcentreerd is, moet de positie van de lamp perfect zijn. Als de lamp zelfs maar iets scheef staat, wordt het apparaat zelf opgewarmd in plaats van het werkstuk.
Om dit te voorkomen, wikken we de lampen in kwartsomhullingen. Dit voorkomt dat er gassen vrijkomen, waardoor de concentratie van deeltjes onder controle blijft. Let erop dat de stroomvoorziening overeenkomt met de vermogenswaarde van de lamp. Anders kan de lamp te vroeg kapotgaan.
Het compromis
Richtingsgebonden verwarming lost het probleem van hete wanden op, maar vereist wel een duidelijke zichtlijn. Als het apparaat een vreemde vorm heeft of diepe hoeken heeft, kunnen de IR-golven deze hoeken niet bereiken. Er ontstaan dan koude plekken in de schaduwen. De oplossing is eenvoudig: plan de warmtedistributie goed of gebruik meerdere lampen om alle plekken te bereiken.
Zodra alles goed is ingesteld, is het een succes. Het apparaat blijft koel aan de hand, en je proces blijft stabiel.