Infrarot-Wärme für Elektronikanwendungen

Infrarot-Wärme für Elektronikanwendungen

Von elektronischen Geräten für Automobile bis hin zur Atomlagenabscheidung von Halbleitern – viele Teile benötigen während ihrer Herstellung eine präzise und kontrollierte Erwärmung.

Vorteile von Infrarot-Wärme:

  • Infrarot-Strahlung wird kontaktlos übertragen und ist so optimal für Wärmeprozesse im Vakuum geeignet.
  • Infrarot-Strahler mit Reaktionszeiten von wenigen Sekunden sind einfach zu steuern, da die gezielte Wärme für eine optimale Energienutzung sorgt.
Atomlagenabscheidung

ALD ist ein Schlüsselprozess bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen oder der Synthese von Nanomaterialien. Die ALD-Technik basiert auf einem chemischen Prozesses in einer Gasphase. Die sogenannten Precursor reagieren mit der Oberfläche eines Materials und durch die wiederholte Belichtung mit einzelnen Precursor wird langsam ein dünner Film abgeschieden. Dieser Prozess erfordert je nach Material eine Induktion durch Wärme oder kann durch Wärme verstärkt werden.

  • Infrarot-Strahlung ist für Erwärmungsprozesse unter Vakuum besonders gut geeignet
  • Kontaktlose Übertragung hoher Energiemengen
  • Infrarot-Strahler erwärmen sich sehr schnell und reagieren in kürzester Zeit auf die Steuerung
Infrarot-Wärme für Elektronikanwendungen

Silikonvergussmassen werden insbesondere im Automobilbereich eingesetzt, um Bauteile mit Elektronik vor Feuchtigkeit, Staub, Salznebel oder Vibrationen zu schützen.

Wenn die Teile vor dem Überformen vorgewärmt werden, bleibt der Kunststoff für die benötigte Zeit fließfähig. Infrarot-Systeme reagieren sehr schnell auf die Steuerung, schneller als Heißluft, so dass die Vorwärmung zeitgleich mit dem in der Regel roboterbasierten Prozess erfolgen kann.

Infrared for fixing electronics spotlight

Das Vernieten von elektronischen Bauteilen in Kunststoffgehäusen ist schwierig, wenn die Stifte aufgrund des engen Raumes schwer zugänglich sind. Die Enge in Kombination mit den wärmeempfindlichen Bauteilen erfordert Wärmequellen wie die Infrarot-Strahler. Diese übertragen die Wärme automatisiert und zuverlässig gezielt nur auf die Nieten und tragen so zur Reduzierung von Ausschuss bei. Im Gegensatz zur Kontaktwärme kann kein Kunststoff auf heißen Kontaktflächen schmelzen. Infrarotstrahlung wird auf die Stifte gerichtet, so dass empfindliche Elektronik oder beschichtete Oberflächen vor Hitzeschäden geschützt sind.

Bedruckte Materialien in der Elektronikindustrie benötigen intelligente Lösungen für das Trocknen und Sintern von Drucken. Heraeus hat Infrarot-Verfahren zur Nachbehandlung des Rollendrucks entwickelt. Umfangreiche Forschung und Tests mit verschiedenen Techniken haben optimale Lösungen für den Endverbraucher ergeben. Heraeus hat auch fortgeschrittene numerische Computersimulationen durchgeführt, um die Ergebnisse vorherzusagen und zu bestätigen.

Mithilfe von Ray Tracing-Simulationen wurde sichergestellt, dass die Aufbaugeometrie für die jeweilige Anwendung optimiert ist. Das Foto oben zeigt einen Prozess, der in eine Trockenzone (50 kW / m² Strahlerleistung) und eine Sinterzone (150 kW / m2 Strahlerleistung) unterteilt ist.

Tinten, Drucktechniken und Substrate mit IR-Technologie

Heraeus hat alle bisher erfolgreich verarbeiteten Kombinationen von Farben, Drucktechniken und Substraten ausgiebig mithilfe von Infrarot-Technologie getestet. Dazu gehört auch ein dielektrisches Material, das in der Regel durch UV-Licht gehärtet wird. Durch die Feinabstimmung der Parameter des Infrarotprozesses wurden für alle Kombinationen optimale Trocknungs- und Sinterbedingungen erreicht:

  • Leistungsdichtebereich: - 20 bis 220 kW / m2
  • Peak-Emissionswellenlänge zwischen 0,9 und 2,0 µm (entspricht Filamenttemperaturen von 1200°C bis 3000°C).
  • IR-Trocknung und Sintern mit einer Bahngeschwindigkeit von 60 m / min.
  • Besonders gut für Massenproduktion geeignet
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