Warum wir Konvektionsöfen durch Infrarotheizung bei der Verpackung von Sensoren ersetzen
Im Halbleiterbereich spricht everyone momentan über Kohlenstoffneutralität. Doch seien wir ehrlich: Es ist schwierig, das tatsächlich in der Praxis umzusetzen, ohne die bisherigen Arbeitsabläufe zu ändern. Für uns war der größte Vorteil der Verzicht auf die alten Konvektionsöfen und der Einsatz von Infrarotheizung zur Verpackung von intelligenten Sensoren.
Anstelle dazu, einen riesigen Metallkasten sowie die Luft darin zu erhitzen, verwenden wir kurzwellige Infrarotlampen. Das ist ein ganz anderer Ansatz – die Wärme wird direkt auf das Substrat abgegeben.
Es ist einfach intelligenter.
Herkömmliche Konvektionsysteme sind energieintensiv. Sie verbringen die Hälfte ihrer Zeit damit, die Wände des Kastens sowie die Luft um das Teil herum zu erwärmen. Die Infrarotheizung ändert diese Logik: Wir nutzen Wellenlängen, die von den Verpackungsmaterialien effektiv aufgenommen werden können. Dadurch geht die Energie genau dorthin, wo sie benötigt wird.
Das Ergebnis? Die Aufwärmzeiten sinken drastisch. Man verschwendet keine Energie mehr, während die Maschine untätig ist – außerdem verringert sich der gesamte Energieverbrauch.
Aber es ist nicht alles perfekt. Es gibt einige praktische Herausforderungen.
Um eine ausreichende Wärmestärke zu erreichen, um Klebstoffe oder Partikel in wenigen Sekunden zu härten, verwenden wir in der Regel Hochleistungsquarzlampen. Sie sind sehr leistungsstark. Wirklich sehr leistungsstark.
Doch hier liegt das Problem: Die gesamte Strahlungswärme bleibt nicht nur am Teil – sie kann auch in den Maschinenrahmen gelangen, wenn man nicht aufpasst. Wenn man auf Kühlventilatoren oder Wärmeableiter verzichtet, riskiert man, seine eigenen elektronischen Komponenten zu beschädigen. Ich habe das bereits erlebt – zu kleine Kühlsysteme führen zu Fehlern in den Temperaturmessungen, und plötzlich ist die Präzision weg.
Doch wenn man die Kühlung richtig gestaltet, hat das enorme Auswirkungen auf die Energiekosten der Fabrik.
Wir haben eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs pro Wafer festgestellt. Wir müssen keine langen Aufwärmphasen mehr in Kauf nehmen – was bei herkömmlichen Heizsystemen notwendig ist. Es handelt sich dabei um einen einfachen Austausch – doch dadurch werden zwei Probleme gleichzeitig gelöst: Die Zykluszeiten verkürzen sich, und die Stromkosten sinken.
So kann man tatsächlich die Umweltziele verbessern, ohne die Produktionsgeschwindigkeit zu verringern.