Het goed regelen van de thermische controle in een Smart Fab
Als je een Smart Fab voor Industry 4.0 bouwt, heb je vast al gemerkt dat de oude manier van verwarmen niet meer voldoet. Je kunt niet zomaar ‘de verwarming aanzetten’ en hopen op het beste resultaat. Je hebt echte gegevens en precisie nodig.
Daar komen vacuümbestendige IR-verwarmers om de hoek kijken. Omdat ze energie rechtstreeks naar het gewenste punt sturen, zonder dat er lucht of gas nodig is om de energie over te brengen, hoef je je geen zorgen te maken over vervuiling in je hoogvacuümkamers. Het is eenvoudiger dan je denkt.
De realiteit van vacuümfysica
Het probleem met vacuümen is dat convectie er helemaal niet is. Je moet dan volledig vertrouwen op straling.
Wij bouwen deze IR-systemen om de stralingsenergie precies waar nodig te dirigeren. Het doel is om het substraat op de juiste temperatuur te brengen, zonder dat de wanden van de kamer per ongeluk oververhit raken. Als je geen warmte meer verspilt aan de wanden, hoeven je vacuümpompen en koelunits minder hard te werken.
Afhankelijk van wat je doet, kun je kiezen voor een bepaald golflengte. Korte golven zijn geschikt als je wilt dat het oppervlak snel opwarmt. Mediumgolven zijn beter als je wilt dat de warmte dieper in het materiaal doordringt. Bovendien zitten er veel vermogens in deze apparaten, zodat je meer ruimte hebt voor je robotarmen en sensoren.
Het ‘smarte’ maken van het systeem
Een Smart Fab is alleen zo slim als zijn gegevens. Oude resistieve verwarmers werken langzaam. Ze hebben een storende thermische vertraging, waardoor het moeilijk is om op het juiste moment aanpassingen te maken.
IR-lampen zijn anders. Ze werken bijna onmiddellijk. We koppelen ze aan PID-regelaars en digitale feedbacksystemen, zodat je precies kunt zien wat er gebeurt. Het is alsof je een live-kaart hebt van de warmteverspreiding over je chip of paneel. Als je een koud gebied ontdekt, kun je gewoon de stroomsterkte voor dat gebied aanpassen. Er is geen need om de productielijn stil te zetten of opnieuw te beginnen.
De nadelen (de ‘valkuilen’)
Het is niet allemaal magie. Hoge-intensiteitse IR-systemen worden erg heet – vooral aan de uiteinden van de lampen.
Als je de stroomsterkte verhoogt om snelle opwarmtijden te bereiken, zullen je bedradingen en andere onderdelen onder druk komen te staan. Als je de koelsystemen niet goed ontwerpt om deze hitte aan te kunnen, zullen de onderdelen snel beschadigen.
En nog één tip: vergeet de bescherming niet. Als je de IR-straling niet blokkeert, zal deze de vacuümsensoren beïnvloeden. Dat leidt tot abnormale metingen.