Het behouden van de juiste temperatuur met infraroodverwarming in halfgeleiderfabrieken
Tegenwoordig streeft iedereen ernaar om koolstofneutraal te werken in fabrieken. Daarom zie je dat er veel gebruik wordt gemaakt van infraroodverwarmingslampen. Ze zijn immers efficiënter: in plaats van de hele ruimte te verwarmen, richten ze de warmte precies op de plek waar deze nodig is.
Maar er is één nadeel: infraroodlampen worden zeer snel heet. Als je geen precisiethermocouple gebruikt om de temperatuur in de gaten te houden, loop je grote risico’s. Eén fout kan tot gevolg hebben dat je lampen beschadigen of, nog erger, dat een hele lading wafer’s verwoest wordt.
Het probleem met thermische feedback
De temperatuurstijging in een halfgeleiderfabriek is enorm. Je hebt dus een sensoren nodig die deze snelle stijgingen kunnen bijhouden zonder vertraging te vertonen. Als de sensoren ook maar iets afwijken van de juiste waarde, begint de PID-regelaar te overdrijven. Dit zorgt voor veel thermisch stress op het substraat, en dat leidt tot nog meer problemen.
Het kiezen van de juiste apparatuur
Afhankelijk van de temperatuur die in het proces wordt bereikt, gebruiken we meestal thermocoupons op basis van platina of Type K. Maar het gaat niet alleen om het materiaal; ook de plaatsing van de sensoren is belangrijk. Je moet ervoor zorgen dat de sensoren de lampen niet ‘zien’. Als ze namelijk de directe straling van de lampen meten in plaats van de werkelijke werktekening, krijg je valse metingen. Om dit te voorkomen, gebruiken we keramische afschermingen of speciale montages. Dit is de enige manier om zeker te weten dat je de juiste temperatuur meet, en niet de lichtstraling.
De compromissen die je niet kunt negeren
Er is altijd een compromis. Om snelle reactietijden te bereiken, heb je dunne sensormaterialen nodig. Het probleem is dat deze dunne materialen snel beschadigen in omgebtingen met hoge temperaturen. Je moet dus een balans vinden tussen snelheid en de levensduur van de sensoren.
Mijn advies: voer elke zes maanden kalibraties uit. Als je dit niet doet, neemt de energie-efficiëntie af, omdat de lampen langer moeten branden dan nodig is om de gewenste temperatuur te bereiken.
Een tip over de bedrading: IR-verwarmingsapparaten genereren veel ruis. Deze ruis kan invloed hebben op je signaal. Gebruik daarom gesloten kabels. Anders zullen je temperatuurmetingen erg onstabiel zijn, en zullen je verwarmers de hele tijd bezig zijn met het vinden van de juiste temperatuur, waardoor er energie wordt verspild.