Het op de juiste manier opwekken van warmte in vacuüminfraroodsystemen
Bij het produceren van halfgeleiders is een enorme hoeveelheid warmte nodig. Je kunt het je echter niet veroorloven dat de schijf wordt besmet door vuil of andere onzuiverheden. Standaard resistieve verwarmers zijn hier niet geschikt.
Daarom maken we gebruik van vacuümbestendige infrarode lampen. In plaats van een medium te gebruiken om de warmte over te dragen, zenden deze lampen energie rechtstreeks naar het doelwit via straling. Dit is een efficiëntere manier van werken. Bovendien is dit een groot voordeel voor iedereen die een ‘groene fabriek’ wil runnen: er wordt geen energie meer verspild aan dingen die helemaal niet heet hoeven te zijn.
Hoe de fysica werkt
Denk er eens over na: in een vacuüm is convectie niet mogelijk. Er blijft alleen nog maar straling over.
We gebruiken kortegolflengte-infraroodstraling, omdat deze veel sneller door materialen heen kan dringen dan langegolflengte-straling. Het voordeel is dat de energie precies op het substraat terechtkomt. Er wordt geen energie verspild aan het opwarmen van de hele vacuümkamer, zodat één enkele schijf kan worden opgewarmd. Hierdoor neemt de energieverbruik af en wordt de efficiëntie verbeterd.
Je moet echter wel oppassen met de stroomsterkte. Als je hoge-sterkte-lampen in een vacuüm plaatst zonder de juiste kwartsomhulling, branden de filamenten snel uit. We gebruiken daarom kwarts van hoge zuiverheid om uitstoot te voorkomen. Anders raak je de vacuümsluiting beschadigd en krijg je besmet silicium. Dat is zeker geen prettige situatie.
Het schoonhouden van de fabrieksvloer
Als je nog steeds die oude ovenachtige verwarmers gebruikt, weet je hoe lang het duurt voordat de kamer op temperatuur is. Het duurt eeuwen.
Het gebruik van gerichte infrarode lampen verandert dit. De gewenste temperatuur wordt in seconden bereikt. Dat is snel – echt heel snel.
Dit helpt zowel de planeet als je elektriciteitsrekening. Enerzijds neemt de piekverbruik af. Anderzijds hoeft het HVAC-systeem minder hard te werken om de ruimte te koelen.
De nadelen (De eerlijke kant)
Infraroodverwarming is geen magische oplossing. Omdat de intensiteit zo hoog is, kunnen er gemakkelijk hete plekken ontstaan als de geometrie van de lamp niet perfect past bij de schijf. Je hebt dan een goede PID-controller nodig om alles gelijkmatig te houden.
En nog een tip: controleer de koelwaterloop. Als deze niet is ontworpen om de straling van de lamp te weerstaan, gaan de vacuümsluitingen kapot. Zorg ervoor dat de afstanden tussen de onderdelen correct zijn, anders moet je in je vrije tijd constant nieuwe dempende elementen installeren.