Infrarot gegen Heißluft: Was ist eigentlich der bessere Ansatz für die Verpackung von Sensoren?
Falls Sie weiterhin auf geheizte Luft zur Bearbeitung von Halbleitern setzen, zahlen Sie im Grunde jeden Tag einen „Zeitpreis“.
Denken Sie daran, wie ein Konvektionsofen funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend heizt diese Luft den zu bearbeitenden Gegenstand. Es handelt sich dabei um ein Zwischensystem. Mit Infrarotstrahlung wird dieser Zwischenschritt überflüssig – die Energie wird direkt in die Verpackung des Sensors geleitet.
Es ist schnell – wirklich sehr schnell.
Bei der Bearbeitung von dünnen Schichten oder speziellen Klebstoffen zählt jede Sekunde. Heißluftöfen sind langsam – sie haben eine große thermische Trägheit, was bedeutet, dass es lange dauert, bis sie auf Temperatur gekommen sind – und noch länger, bis sie wieder abkühlen.
Mit Infrarotleuchten erreicht man die gewünschte Temperatur in Sekunden.
Das habe ich besonders bei der Aushärtung und Trocknung festgestellt: Ein Konvektionsofen braucht vielleicht 20 Minuten, um einen Teil zu bearbeiten. Ein optimierter Infrarotstrahler hingegen erreicht dieselbe Temperatur in einem Bruchteil der Zeit. Da der Prozess so effizient ist, benötigt man nicht zahlreiche Heizstationen, um die Produktionsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Aber Achtung: Infrarot ist keine Wunderwaffe. Es gibt einige Nachteile.
Man muss das Emissionsspektrum genau richtig einstellen. Wenn die Wellenlänge nicht mit dem übereinstimmt, was das Verpackungsmaterial tatsächlich aufnehmen kann, prallt die Energie einfach ab – wie bei einem Spiegel.
Außerdem gibt es das Problem der Verbrennung: Da das Infrarot zuerst die Oberfläche trifft, kann es leicht passieren, dass die oberste Schicht verbrennt, bevor der Kern überhaupt warm wird. Man kann den Prozess daher nicht einfach ignorieren. Man braucht einen guten PID-Regler und muss genau darauf achten, welche Entfernung zwischen den Leuchten und dem zu bearbeitenden Gegenstand besteht, um solche Probleme zu vermeiden.
Für alle, die ihre Produktion auf großtechnische Maßstäbe ausweiten wollen, ist Infrarot in der Regel die beste Lösung.
Der Vorteil liegt vor allem in der gezielten Beheizung: Man kann Wärme nur an einer bestimmten Stelle des Sensors abgeben, während der Rest des Sensors kühl bleibt. Das ist mit Heißluftboxen nicht möglich – dort wird alles gleichmäßig erhitzt.
Nur eine Warnung: Stellen Sie sicher, dass Ihr Kühlsystem mit den plötzlichen Temperaturänderungen umgehen kann. Wenn man die Intensität der Beheizung verringert, können schnell Probleme auftreten.