Wie man eine effektive Infrarotheizung in einer Halbleiter-Glovebox einsetzt
Wenn es darum geht, Teile in einer Halbleiter-Glovebox zu trocknen und zu härten, reichen herkömmliche Konvektionsöfen meist nicht aus. Sie sind langsam, unpraktisch – und ehrlich gesagt etwas veraltet für die Anforderungen, die wir heute haben.
In letzter Zeit gibt es einen starken Trend hin zu „bleifreien“ und „umweltfreundlichen“ Lösungen. Doch für uns, die wir vor Ort arbeiten, geht es dabei nicht nur darum, bestimmte Vorgaben einzuhalten. Es geht vielmehr darum, schädliche VOCs loszuwerden und zu verhindern, dass die Reinraumtechnik zu viel Energie verbraucht.
Warum Infrarotheizung besser ist als heiße Luft
Man muss sich vorstellen, wie ein Konvektionsofen funktioniert: Zuerst wird die Luft erwärmt, anschließend heizt diese Luft wiederum die Teile. Das ist ein zusätzlicher Prozess – dabei wird viel Energie verschwendet und es dauert lange.
Infrarotheizung funktioniert anders. Es ist eher so, als würde Sonnenlicht auf die Haut scheinen. Die elektromagnetische Strahlung gelangt direkt zum Zielobjekt. Wir nennen das „selektive Absorption“. Einfach ausgedrückt: Die Wärme umgeht die Luft in der Glovebox und erreicht direkt das Material.
Es geht also schnell – wirklich schnell. Die Teile können viel schneller bearbeitet werden, ohne dass die gesamte Umgebung in eine Sauna verwandelt wird.
Umweltfreundlich arbeiten – ohne Probleme
Traditionelle Verfahren erfordern oft chemische Katalysatoren oder lange Trocknungszeiten. Das ist energieintensiv.
Mit Infrarotheizung kann man die Wellenlänge so einstellen, dass sie zum jeweiligen Material passt. Dadurch wird nur die benötigte Menge an Energie verwendet – es wird keine Energie an unnötige Dinge verschwendet. Zudem entstehen durch den elektrischen Betrieb keine Verbrennungssubstanzen oder Treibhausgase. Alles bleibt sauber.
Die Herausforderungen (Technische Aspekte)
Man kann einfach kein Hochleistungsinfrarotelement einsetzen und dann alles gut sein lassen. Wenn man das tut, zieht man Probleme auf sich.
Durch die hohe Wärmedichte kann die Oberfläche des Materials schnell beschädigt werden, wenn der PID-Regler nicht richtig eingestellt ist. Man muss auch an die Quarzrohre denken: Sie dehnen sich bei hohen Temperaturen aus. Wenn die Befestigungsclips zu fest sind, können die Rohre während eines Temperaturzyklus brechen.
Tipp: Verwenden Sie Federbügel zur Befestigung der Elemente. So haben die Elemente genug Platz – dadurch halten sie länger.
Das Beste daran ist: Mit dieser Lösung kann man während des Trocknungsprozesses giftige Lösungsmittel vermeiden. Man verbraucht weniger Energie pro Wafer – und die Umwelt bleibt sauber. Alle gewinnen.