Man sollte darüber nachdenken, wie ein herkömmlicher Konvektionsofen funktioniert. Er erhitzt die Luft – und diese Luft wiederum erwärmt die zu behandelnden Bauteile. In einem Halbleiterreinraum ist das im Grunde nur Energieverschwendung. Man gibt Geld aus, um die Wände des Ofens sowie die Luft um die Maschine herum zu erwärmen – was völlig sinnlos ist. Am schlimmsten ist jedoch, dass die Außenseite der Geräte extrem heiß wird. Niemand möchte, dass seine Mitarbeiter Verbrennungen erleiden, weil das Chassis wie ein Radiator fungiert.
Deshalb haben wir auf direkte Infrarotheizung umgestellt. Der Trick dabei ist folgender: Infrarotlampen nutzen elektromagnetische Strahlung, um Energie direkt auf das Werkstück zu übertragen. Dadurch muss nicht erst der gesamte Innenraum des Ofens erhitzt werden. Die Wärme wird genau dorthin geleitet, wo sie benötigt wird. Dadurch bleiben die Innenseiten des Ofens kühl. Die Bauteile erreichen ihre Zieltemperatur viel schneller – und die Techniker müssen sich nicht mehr vor heißen Oberflächen in Acht nehmen.
Allerdings kann man nicht einfach irgendeine Lampe verwenden. Wir nutzen Kurzwellenkristalllampen, denn sie liefern viel Wärme in einem kleinen Raum. Doch es gibt ein Problem: Hochleistungs-Lampen erzeugen intensive Hitze. Wenn man einfach eine Leuchte mit hoher Leistung einsetzt, ohne auf den Fokuspunkt oder den Schutz zu achten, kann das Material beschädigt werden. Es geht also darum, die Leistung und Entfernung genau richtig einzustellen, damit das Material nicht beschädigt wird.
In einem Reinraum muss man etwas mehr Aufwand betreiben, damit das System funktioniert. Wir verwenden schnell reagierende PID-Controller, damit die Temperatur nicht überhandnimmt und dadurch eine Charge zerstört wird.
Da die Wärme Richtungsgesteuert ist, können wir die Lampen näher an das Ziel bringen. Das Chassis des Ofens nimmt die Wärme nicht auf – dadurch wird das Problem der „heißen Wände“ endgültig gelöst. Das Team kann direkt neben der Maschine arbeiten, ohne sich Sorgen machen zu müssen. Zudem muss das Lüftungssystem nicht mehr gegen eine große Wärmequelle in der Mitte des Raumes kämpfen. Alles funktioniert einfach.