Verhindern Sie, dass Ihre Halbleitertechnologie-Werkzeuge Wärme abgeben.
Haben Sie schon einmal die Oberfläche eines Geräts berührt und erschrocken zurückgesprungen – weil sie extrem heiß war? Das ist das Problem der „heißen Wände“. Es tritt auf, wenn man auf herkömmliche Konvektionsheizung setzt – also einfach nur die Luft erwärmt oder Elemente verwendet, die Wärme überallhin abgeben. Das ist eine Energieverschwendung – und außerdem eine echte Sicherheitsgefahr für die Personen, die neben der Maschine stehen.
Die Lösung ist eigentlich ganz einfach: Man sollte nicht mehr die Luft erwärmen, sondern stattdessen direkte Infrarot-Heizung verwenden.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich Infrarotlampen wie Taschenlampen vor – nur dass sie Wärme abgeben. Anstatt den gesamten Raum mit heißer Luft zu füllen, senden Infrarotlampen elektromagnetische Strahlung in gerader Linie aus. Die Energie tut nichts, bis sie schließlich auf das zu behandelnde Material trifft.
Wir nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung – dadurch dringt die Wärme direkt ins Werkstück ein. Der Vorteil dabei ist, dass die Betriebstemperatur des Werkstücks bei 200 °C liegen kann, während die Außenwände der Maschine kühl bleiben. So muss man sich keine Sorgen mehr machen, dass jemand verbrannt wird, wenn er zum Überprüfen eines Messgeräts näher herangeht.
Die richtige Ausstattung
Man kann einfach nicht einfach eine Lampe hineinstellen und darauf hoffen, dass alles klappt. Man muss den Fokuspunkt genau einstellen.
Wir verwenden Halogenfäden in Quarzkapseln, um viel Energie in einem kleinen Raum zu steuern. Zudem justieren wir den Winkel des Reflektors, damit der Lichtstrahl konzentriert bleibt. Andernfalls entsteht „unerwünschte Wärme“, die in das Chassis strömt – und man ist wieder am Anfang.
Eine weitere wichtige Anmerkung bezüglich der Elektronik: Man benötigt einen präzisen PID-Regler. Infrarotlampen reagieren sofort. Wenn die Stromversorgung nicht richtig eingestellt ist, wird die gewünschte Temperatur bereits erreicht, bevor man es überhaupt bemerkt.
Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile)
Direkte Heizung ist zwar effizient, doch sie erzeugt einen „Schatten-Effekt“. Da die Wärme in gerader Linie strahlt, bleibt alles, was diesen Weg blockiert, kalt. Wenn das Werkstück eine ungewöhnliche Form hat, entstehen kalte Stellen. Man muss also Zeit investieren, um die Heizzonen richtig zu planen, damit alles abgedeckt wird.
Außerdem: Wenn man die Leistung erhöht, um schnell auf die gewünschte Temperatur zu kommen, darf man die Rückseite der Lampe nicht vergessen. Dort wird es sehr heiß. Wenn die Kühllüfter nicht ausreichen, können die Steckverbindungen beschädigt werden.