Het voorkomen van het “oven-effect” in halfgeleidertransportwagens
Heb je ooit geprobeerd de binnenkant van een halfgeleidertransportwagen op te warmen, alleen maar om erachter te komen dat de buitenkant van de wagen je handen bijna verbrandt? Dat is een klassiek ingenieursprobleem.
De meeste mensen beginnen met convectieverwarmers, maar dat is een fout. Hierdoor wordt niet alleen de lucht in de wagen opgewarmd, maar ook de wanden van de machine. Dat is zonde van energie. Bovendien kunnen deze ‘ hete wanden’ de gevoelige onderdelen beschadigen of, erger nog, kunnen ze de operators brandwonden bezorgen.
Een betere manier om warmte over te brengen
In plaats van de lucht op te warmen, gebruiken we kortegolflampen met infraroodstraling. Denk hierbij aan de zon: je voelt de hitte rechtstreeks op je huid, terwijl je de lucht om je heen niet warm voelt. Dat is straling.
We gebruiken precisereflectoren om de fotonen in een rechte lijn te sturen, zodat ze alleen het te bewerken onderdeel raken. Het onderdeel wordt dan warm, terwijl de wanden koel blijven. Simpel.
Het functioneren in een schone ruimte
In schone ruimtes mag er geen stof of andere deeltjes vrijkomen. Daarom gebruiken we lampen met kwartsomhullingen. Deze zijn chemisch inert, waardoor ze geen deeltjes afgeven en de luchtkwaliteit niet beïnvloeden.
Wat betreft de bedrading: het gaat hier om de vermogensdichtheid. We gebruiken lampen met een hoge vermogen, zodat het onderdeel snel op temperatuur komt. Niemand wil immers wachten tot de machine op temperatuur is.
Maar je moet voorzichtig zijn. Als je te veel vermogen in een kleine transportwagen stop zonder voldoende isolatie, zal de hitte terugkeren naar het chassis. Het is een kwestie van balans vinden.
De werkelijkheid
IR-verwarming is geen magie. Er is namelijk een beperking: de ‘view factor’. Als het onderdeel een vreemde vorm heeft of diepe groeven, kan het licht deze plekken niet bereiken. Hierdoor ontstaan koude plekken waar de straling wordt geblokkeerd – net zoals in een schaduw.
De oplossing? We gebruiken meestal meerdere lampen. Dat maakt de bedrading wel wat complexer en kost meer geld, maar het is de enige manier om het hele onderdeel gelijkmatig op te warmen, zonder dat de hele transportwagen verandert in een enorme broodrooster.