Het juist toepassen van vacuüm-IR-technologie voor het drogen en harden van halffabricaten
Er is een grote verandering te zien in de manier waarop halfgeleiders worden gedroogd en gehard. Iedereen streeft ernaar om gebruik te maken van lekvrije materialen en groene energiebronnen. Dat is fijn, maar het vereist een andere aanpak met betrekking tot de manier waarop warmte wordt toegepast. Daarom maken we gebruik van IR-verwarmers in vacuümkamers. Hierdoor kunnen we die vervelende oplosmiddelen vermijden en zo de carbonfootprint van het hele proces drastisch verminderen.
De fysica achter dit proces is eigenlijk best interessant.
In een vacuüm is er geen lucht die warmte kan verspreiden. Er vindt geen convectie plaats. In plaats daarvan gebeurt alles door middel van straling. We richten deze verwarmers zo in dat ze kortegolf-IR-straalings uitstralen, die rechtstreeks in het materiaal terechtkomt.
Stel je voor: in een gewone oven zit er een soort “deken” van lucht die alles vertraagt. In een vacuüm is die deken er niet. De warmte verspilt geen tijd aan het opwarmen van de wanden van de kamer – ze gaat rechtstreeks naar waar ze nodig is. Het proces verloopt dus zeer snel.
Het afstemmen van de warmte op het materiaal
Lekvrije lasmittelen en harsen zijn gevoelig voor temperaturen. Als je de juiste temperatuur niet bereikt, ontstaan er thermische spanningen of ‘outgassing’. Dat is een groot probleem voor de kwaliteitscontrole.
Het trucje is om de golflengte van het IR-licht af te stemmen op het specifieke materiaal dat je gebruikt. Het is net alsof je een radio instelt op de juiste frequentie. Op deze manier wordt het materiaal volledig gehard, zonder dat het oppervlak beschadigt raakt. Dit maakt die oude, energieverslindende convectietunnels overbodig.
Het evenwicht vinden
Het is natuurlijk niet allemaal magie. Hoge-intensiteit IR-straalingszenders leveren veel warmte op, maar dat heeft ook nadelen. Je moet goed opletten met de hoeveelheid energie die je gebruikt. Als je te veel energie gebruikt, kan het materiaal beschadigen. Er moet dus een balans worden gevonden tussen de hoeveelheid energie die je gebruikt en de thermische massa van het materiaal. Bovendien heb je een koelsysteem nodig dat de warmte kan absorberen wanneer het proces klaar is. Anders krijg je problemen.
Wat dit betekent voor de praktijk
Het grootste voordeel? Tijd. We hebben het hier over het verkorten van de tijd die nodig is om halffabricaten te drogen en te harden, van uren naar minuten. Dat heeft positieve gevolgen voor de productiecapaciteit. Je hoeft geen elektriciteit meer te verspillen en je hoeft geen giftige chemische stoffen meer te gebruiken om het proces te versnellen. Voor iedereen die zich houdt aan de strenge eisen van moderne lekvrije materialen, is dit gewoon een betere manier van werken.