Yarı İletken Temiz Odalarında Kızılötesi Isıtma ile Sıcak Hava Dolaşımının Karşılaştırılması
Yarı iletken üretiminde kullanılacak fırınları seçerken, zorlamalı hava konveksiyonu ile kızılötesi (IR) ısıtma arasından bir tercih yapılır. Bu tercih, enerjinin nasıl aktarılacağına bağlıdır. Sıcak hava yönteminde, yüzeyin etrafındaki sınır katmanı kullanılır; bu sayede hava ısınır ve ardından parça da ısınır. Bu süreç oldukça yavaştır. Kızılötesi ısıtma yönteminde ise aracı bir unsur gereksizdir; enerji, elektromanyetik radyasyon yoluyla doğrudan parçaya aktarılır.
Zaman Maliyetleri
Yarı iletken üretiminde en büyük engel “zaman maliyetleridir”. Zorlamalı hava fırınlarının odanın içini ısıtmak için uzun bir zaman gereklidir. Duvarların ve havanın ısınması için enerji harcanır. Kızılötesi ısıtıcılar ise saniyeler içinde çalışma sıcaklığına ulaşır. Bu sayede başlangıç süresi büyük ölçüde azalır. Isı doğrudan hedefe yönlendirildiğinden, fırının termal inertsiyası işlem sürenizi belirlemez.
Hassasiyet ve Kirlenme Kontrolü
Temiz odalar türbülansı sevmez. Zorlamalı hava sistemlerinde soğuk noktaları önlemek için yüksek hızlı fanlar gereklidir. Bu fanlar partikülleri harekete geçirir ve hava akışını bozar. Kızılötesi ısıtıcılar sabittir; fan olmadığı için partiküllerin hareket etmesi mümkün değildir. Böylece, yüzeye kirliliklerin bulaşma riski olmadan stabil bir termal ortam elde edilir.
Mühendislik Açısından Değerlendirme
Kızılötesi ısıtma mucizevi bir çözüm değildir. Bu bir “görüş hattı teknolojisidir”. Eğer parçalar üst üste yerleştirilmişse veya karmaşık geometrilere sahipse, ışının ulaşamayacağı bölgeler oluşur. Bu durumda çok bölgeli bir kontrol cihazı kullanılmalı veya enerjinin bu bölgelere yansıtılması için yansıtıcılar kullanılmalıdır. Ayrıca, yüksek ısı yoğunluğu nedeniyle, eğer PID döngüsü doğru ayarlanmazsa yüzeyin hedef sıcaklığını aşması mümkündür. Sürecin kontrol altında tutulabilmesi için hızlı tepki veren termokupllara ihtiyaç vardır.