Het op de juiste manier verwarmen van producten in het digitale tijdperk
Als je een ‘Smart Fab’ bouwt, beseft je vast al dat de oude manieren van verwarming niet meer voldoen. We zijn overgestapt op hoogwaardige infraroodsystemen voor het verwarmen van waferbladen – om één simpel reden: ze werken snel.
In een wereld waar alles wordt bepaald door data, kan je verwarmingsapparaat niet zomaar gewoon warmte afgeven. Het moet reageren op situaties in real-time. Het moet een hulpmiddel zijn dat je in de gaten kunt houden.
Waarom de fysica belangrijk is
Bij het verwerken van waferbladen is ‘bijna goed genoeg’ niet voldoende. Je hebt absolute uniformiteit nodig.
Het voordeel van infraroodverwarming is dat het gebruikmaakt van stralingsoverdracht. Hierdoor bereikt de warmte rechtstreeks het siliciumoppervlak, zonder dat er lucht nodig is om de warmte te verspreiden. Dit vermijdt thermische vertragingen.
Als je deze systemen combineert met een PLC die in real-time feedback geeft, kun je de temperatuur in milliseconden aanpassen. Dat is de sleutel tot een echt geautomatiseerd proces. Probeer dit maar eens met ouderwetse resistieve verwarmers: de thermische inertie is dan te groot om bij te houden wat er gebeurt. Dat is frustrerend en vertraagt alles.
Het optimaliseren van het systeem
Moderne fabrieken hebben nauwelijks ruimte. Daarom gebruiken we kortegolflange infraroodemitters. Hierdoor kan je veel vermogen leveren in een klein formaat.
Bovendien houden we het ontwerp modulair. Je kunt specifieke zones instellen, afhankelijk van de grootte of dikte van de waferbladen die je die dag verwerkt. Dat maakt het flexibel.
Maar let wel goed op je stroomverbruik. Deze hoge-dichtheidssystemen vereisen veel stroom. Als je elektrische installatie niet goed is, zal de spanning dalen. Dat leidt tot ongelijke temperaturen, en dat is precies wat je niet wilt. Zorg ervoor dat je voedingsbronnen het maximale belastingniveau aankunnen, anders krijg je problemen wanneer je het systeem op volle toeren zet.
De trade-offs (want niets is perfect)
Infraroodverwarming werkt enorm snel, maar het is wel behoorlijk gevoelig voor vuil. Als er vuil op het oppervlak van de emitter terechtkomt, kunnen er hete punten ontstaan. Dat gebeurt soms. Om dit te voorkomen, moet je regelmatig de emitters schoonmaken.
Ik raad altijd aan om optische sensoren te gebruiken om de emitters in de gaten te houden. Hierdoor wordt een ‘blinde’ proces omgezet in echte data. In plaats van te raden wanneer een lamp kapotgaat, vertelt het predictieve onderhoudssoftwareprogramma je direct wat er aan de hand is. Hierdoor hoef je geen geruchten meer te maken over de conditie van de apparaten.