Warum wir Infrarotheizung in Halbleiter-Gloveboxes verwenden
Die Halbleiterindustrie weicht zunehmend von Blei sowie schädlichen Chemikalien ab – das bedeutet, dass wir neu überlegen müssen, wie wir die Materialien trocknen können. Deshalb verwenden wir in unseren Gloveboxen Infrarotheizelemente, um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten.
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Konvektionsofen vor: Er muss jeden Kubikzentimeter Luft erhitzen, um seine Aufgabe zu erledigen. Das ist langsam und ressourcenintensiv. Infrarotheizung hingegen funktioniert anders: Die Energie wird direkt auf das Substrat übertragen – ohne Zwischenschritte und ohne Erwärmung des gesamten Raumes. Dadurch können wir gefährliche Lösungsmittel vermeiden und den Energieverbrauch während des Trocknungsprozesses reduzieren.
Wie es eigentlich funktioniert
Wir nutzen hier Kurzwellen- oder Mittelwellenstrahlung. In einer Glovebox, in der man besonders auf den Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt achten muss, braucht man eine präzise Temperaturkontrolle.
Das Tolle daran: Diese Strahlung dringt tatsächlich in die Oberfläche des Materials ein und trocknet es von innen heraus. Wenn man die Oberfläche einfach mit Wärme beschießt, entsteht eine „Haut“ – die oberste Schicht trocknet sofort, während die feuchten Lösungsmittel unterhalb zurückbleiben. Infrarotheizung verhindert das.
Die technische Umsetzung
Bei der Verkabelung dieser Heizelemente kommt es auf die Leistungsdichte an. Wir verwenden Quarz- oder Halogenröhren, denn diese erreichen ihre Zieltemperatur sehr schnell – in Sekunden, nicht in Minuten.
Um eine reine Atmosphäre zu gewährleisten, verwenden wir spezielle Steckverbinder. Wenn es in der Glovebox zu Lecks kommt, ist das problematisch – daher müssen diese Verbindungen luftdicht sein.
Aber es gibt auch einen Nachteil: Diese Heizelemente erzeugen viel intensive, lokalisierte Wärme. Wenn das Kühlsystem nicht ausreicht, können Probleme entstehen – beispielsweise verzerrte Gehäuse oder beschädigte Sensoren. Man muss sicherstellen, dass die Wärme genauso schnell abgeführt werden kann, wie sie erzeugt wird.
Sauberkeit bewahren
Leadfreie Standards sind schwierig zu handhaben, da dafür höhere Temperaturen benötigt werden als bei herkömmlichen Lötverfahren. Infrarotheizung ermöglicht es, diese Temperaturen ohne CO2-Emissionen zu erreichen. Es handelt sich dabei einfach um saubere elektrische Energie.
Außerdem gibt es dank des Fehlens von Luftstrom keine Gefahr, dass Partikel auf die Wafer gelangen. Es handelt sich somit um eine viel einfachere und sauberere Methode zur thermischen Bearbeitung.