Infrarood versus hete lucht: wat werkt eigenlijk het beste voor het verpakken van sensoren?
Als je nog steeds gebruikmaakt van hete lucht voor de verwerking van halfgeleiders, betaal je in feite elke dag een soort ‘tijdbelasting’.
Denk eens na over hoe een convectieoven werkt: je verwarmt eerst de lucht, en vervolgens verwarmt die lucht weer het onderdeel. Het is dus een systeem met een tussenschakel. Infraroodstraling daarentegen werkt zonder deze tussenschakel: het gebruikt elektromagnetische straling om energie rechtstreeks in het verpakkingsmateriaal van de sensor te krijgen.
Het is snel. Echt heel snel.
Wanneer je werkt met dunne lagen of gevoelige speciale lijmsoorten, telt iedere seconde. Conventionele ovens zijn traag; ze hebben veel thermische inertie, waardoor het lang duurt voordat ze op temperatuur zijn. Met infraroodlampen bereik je de gewenste temperatuur al in seconden.
Ik heb dit vooral gezien bij het drogen en harten van materialen. Een conventionele oven kan er 20 minuten over doen om een lading te drogen. Met infraroodlampen duurt het maar een klein deel van die tijd. Omdat het zo efficiënt is, hoef je geen tientallen verwarmingssystemen te gebruiken om de productie op gang te houden.
Maar let op: infrarood is geen magisch oplossing. Er zijn ook nadelen. Je moet het emissiespectrum goed instellen. Als de golflengte niet overeenkomt met wat het verpakkingsmateriaal kan absorberen, wordt de energie gewoon weer teruggeworpen.
Daarnaast is er nog het probleem van ‘verbrande oppervlakken’. Omdat infraroodstraling eerst het oppervlak bereikt, kan het gemakkelijk gebeuren dat de bovenste laag verbrandt, nog voordat het midden van het materiaal op temperatuur komt. Je kunt het niet zomaar aan laten; je hebt een goede PID-controller nodig en je moet zorgvuldig controleren wat de afstand tussen de lampen en het materiaal is, om ongewenste hitteplekken te voorkomen.
Voor iedereen die over wil stappen op hoogvolume-assemblage, is infrarood meestal de beste optie. Het beste aan infrarood is dat je gecontroleerd warmte kunt toepassen op één specifiek punt van de sensor, terwijl de rest van het materiaal koel blijft. Dat kan je niet doen met een conventionele oven: in een conventionele oven wordt alles heet.
Let erop dat je koelsysteem bestand is tegen deze hoge temperaturen. Wanneer je de intensiteit van de verwarming verlaagt, kunnen er snel veranderingen optreden.