Почему инфракрасное нагревание лучше, чем нагрев с использованием горячего воздуха (и где это не так)
Давайте поговорим о задержке в процессе нагрева. Если вы используете систему циркуляции горячего воздуха, то по сути вы просто ждете. Сначала вы нагреваете воздух, а затем ждете, пока этот воздух нагреет пластину. Это своего рода промежуточный этап. В производстве полупроводников такая задержка очень критична — она снижает скорость обработки и замедляет весь процесс.
Поэтому мы переходим на использование инфракрасного нагревания. Оно полностью устраняет необходимость в промежуточном этапе. Инфракрасные лампы направляют тепло непосредственно на объект нагрева. Никакой задержки, никаких лишних процедур.
Разница в скорости нагрева просто огромная. Подумайте о конвекционной печи: у нее большая тепловая инерция. Если изменить значение температуры, придется ждать, пока весь объем воздуха нагреется. Это медленно. А инфракрасные лампы достигают цели за несколько миллисекунд. Мы сочетаем их с высокоточными термопарами, расположенными прямо в корпусе нагревателя, чтобы контролировать процесс нагрева. Это позволяет регулировать температуру без нежелательных отклонений, которые возникают при использовании печей с принудительной циркуляцией воздуха.
Но нельзя просто подключить лампу и ждать хороших результатов. Необходима система обратной связи, способная оперативно реагировать на изменения. Мы используем термопары с минимальной тепловой инерцией. Почему? Потому что если датчик слишком объемный, он будет отставать в измерениях. Возможно, показания датчика будут отставать на 2–3 секунды от реальной температуры на поверхности пластины.
На высокоскоростных линиях производства несколько секунд могут стать разницей между идеальной пластиной и испорченным изделием. Поэтому мы располагаем датчики как можно ближе к поверхности пластины, чтобы обеспечить точный контроль температуры.
Но есть и недостаток инфракрасного нагревания. Оно не является универсальным решением для всех случаев. Хотя оно и очень быстрое, его эффективность может зависеть от условий. Если геометрия лампы не соответствует расположению пластины, могут возникнуть «горячие точки».
Горячий воздух действует как теплая одеяла — он равномерно распределяет тепло. А инфракрасное излучение имеет направленный характер. Необходимо тщательно подбирать мощность лампы и расстояние до поверхности пластины, чтобы тепло распределялось равномерно. Если игнорировать вопросы защиты от излучения, компоненты, находящиеся рядом с пластиной, могут повредиться, пока сама пластина все еще нагревается. Но получаемая скорость нагрева определенно стоит усилий.