Wie man Vakuumkammern mit Infrarot-Heizung effektiv nutzen kann
Wenn Sie eine intelligente Fertigungseinrichtung planen, haben Sie wohl bereits erkannt, dass das Umgang mit Wärme eine ganz andere Herausforderung darstellt. In einer Vakuumkammer kann man sich nicht auf den Luftstrom verlassen, um Wärme zu verteilen – Konvektion findet schließlich nicht statt. Man bleibt also nur mit der Strahlung zurück. Deshalb ist Infrarot-Heizung die beste Lösung. Sie ermöglicht es, das Substrat ohne Zwischenträger zu erhitzen.
Die „intelligente“ Heizung
Eine intelligente Fertigungseinrichtung bedeutet im Grunde nichts anderes, als dass man bessere Daten haben möchte. Das Problem bei herkömmlichen Heizelementen ist, dass sie langsam reagieren. Es dauert ewig, bis sie auf Reize reagieren.
Wir verwenden Kurzwellen-Infrarotlampen, weil sie schnell reagieren. Wenn man die Spannung ändert, reagieren die Lampen fast sofort. Wenn man diese Lampen mit einem PID-Controller verbindet, erhält man eine intuitive Steuerungsmöglichkeit. Man kann die Temperaturverteilung in Echtzeit sehen und die Temperaturen genau dort einstellen, wo sie benötigt werden. Wenn man sich Sorgen um Spannungen im Wafer macht, kann man so solche Probleme vermeiden.
Die Nachteile – und wie man damit umgeht
Nun, hier gibt es ein Problem: Hochdichte Infrarot-Anlagen liefern eine enorme Menge an Energie an das Substrat. Das ist zwar gut, um die Bearbeitungszeiten zu verkürzen, aber es handelt sich dabei nicht um „kostenlose“ Energie.
All diese Wärme belastet die Kühlsysteme stark. Wenn man ein System mit hoher Leistung verwendet, aber vergisst, den Wasserfluss zu erhöhen, entstehen Probleme mit den Wänden der Vakuumkammer. Es handelt sich dabei um einen klassischen Kompromiss: Mehr Leistung bedeutet, dass man eine bessere Methode finden muss, um den Rest der Maschine kühl zu halten.
Warum das für die Produktion funktioniert
Wir gestalten diese Systeme modular. Warum? Weil die Lampen irgendwann ausfallen. Man möchte schließlich nicht das ganze Wochenende damit verbringen, ein ganzes System neu einzustellen, nur weil eine Lampe ausgefallen ist. Man möchte einfach Ersatzlampen haben, die sofort funktionieren.
Außerdem ermöglicht die Digitalisierung es dem PLC, die Betriebszeit der Lampen zu überwachen. So kann man rechtzeitig reagieren, bevor ein Defekt die Produktionslinie lahmlegt. Dadurch wird die Wartung von einer chaotischen Situation zu einer geplanten Aufgabe.
Es ist schnell, kompakt und kann wirklich mit einer digitalisierten Produktionslinie mithalten.