Die richtige Steuerung der Temperatur in einer Smart Fab
Wenn Sie eine Smart Fab für die Industrie 4.0 bauen, wissen Sie sicherlich bereits, dass die herkömmlichen Heizmethoden nicht ausreichen. Man kann einfach nicht einfach nur die Heizung einschalten und auf das Beste hoffen. Es sind tatsächliche Daten sowie Präzision erforderlich.
Dabei kommen vakuumkompatible IR-Heizer ins Spiel. Da sie die Energie direkt zum gewünschten Ort transportieren – ohne dass Luft oder Gas dazu benötigt werden – müssen Sie sich keine Sorgen darüber machen, dass Ihre Hochvakuumkammern durch Verunreinigungen beeinträchtigt werden. Es ist also sauberer – ganz einfach.
Die Realität der Vakuumphysik
Im Vakuum gibt es keine Konvektion – sie existiert einfach nicht. Man muss sich vollständig auf Strahlung verlassen. Wir entwickeln diese IR-Systeme, um den Strahlungsfluss genau dorthin zu lenken, wo er benötigt wird. Ziel ist es, die Oberfläche zu erhitzen, ohne dass dabei die Wände der Kammer beschädigt werden. Wenn man keine Energie mehr an die Wände verschwendet, müssen die Vakuumpumpen und Kühlsysteme nicht mehr so hart arbeiten.
Je nach Anwendungszweck kann man die Wellenlänge wählen. Kurzwellen eignen sich, wenn die Oberfläche schnell erhitzt werden soll. Mittelwellen sind besser geeignet, wenn die Wärme tiefer in die Materialien eindringen soll. Zudem ermöglichen diese Geräte eine hohe Leistung in einem kleinen Raum – dadurch bleibt mehr Platz für Roboterarme und Sensoren.
„Smart“ machen
Eine Smart Fab ist nur so „smart“, wie ihre Datenqualität es zulässt. Herkömmliche Widerstandsheizer sind langsam – sie weisen außerdem eine störende thermische Verzögerung auf, was eine präzise Steuerung erschwert.
IR-Lampen sind anders: Sie arbeiten quasi sofort. Wir connecten sie mit PID-Steuerungen sowie digitalen Rückkopplungssystemen, sodass man genau sehen kann, was vor sich geht. Es ist, als hätte man eine Live-Karte der Temperaturverteilung auf dem Wafer oder Panel. Wenn man einen kühlen Bereich entdeckt, kann man einfach die Leistung in diesem Bereich anpassen. Kein Bedarf, die ganze Anlage stillzulegen oder von vorn anzufangen.
Die Kompromisse
Es ist jedoch nicht alles perfekt. Hochintensive IR-Systeme werden sehr heiß – besonders an den Enden der Lampen. Wenn man versucht, die Leistung zu erhöhen, um schnelle Erhitzungszeiten zu erreichen, leiden die Leitungen und Verbindungen unter dem Stress. Wenn man die Kühlsysteme nicht richtig dimensioniert, können die Komponenten schnell beschädigt werden.
Ein weiterer Tipp: Vergessen Sie nicht die Abschirmung. Wenn man die IR-Strahlung nicht davon abhält, die Vakusensoren zu beeinflussen, erhält man sehr ungenaue Messwerte.