Die effektive Nutzung von UHP-Infrarotheizungen in einer intelligenten Fertigungsanlage
Der Aufbau einer intelligenten Fertigungsanlage geht nicht nur um ausgeklügelte Software. Es sind auch Hardwarekomponenten erforderlich, die tatsächlich mit der Datenverarbeitungsschicht kommunizieren können. Bei der Heizung und Verarbeitung spielen dabei Ultra-Hochreine-Infrarotlampen eine wichtige Rolle. Wir entwickeln diese Lampen, damit Sie präzise gezielte Heizeffekte erzielen können – ohne dass die Umgebung der Wafers beeinträchtigt wird.
Wie die Wärme übertragen wird
UHP-Lampen wandeln Elektrizität in Kurzwellen-Infrarotstrahlung um. Anstatt auf die Bewegung der Luft zur Übertragung der Wärme angewiesen zu sein, trifft die Energie direkt auf die Zieloberfläche. Dadurch wird die Erwärmung beschleunigt – wirklich sehr schnell. Dadurch lassen sich die Erwärmungszeiten verkürzen und die Temperatur besser kontrollieren. In einer digitalen Produktion bedeutet das, dass die Heizzyklen bis zum Millisekundenbereich genau gesteuert werden können.
Reinheit ist entscheidend
Wir verwenden hochreinen synthetischen Quarz – schließlich ist Ausgasung ein großes Problem. In einem Reinraum kann bereits eine einzige Verunreinigung im Lampengehäuse dazu führen, dass ganze Chargen von Wafers zerstört werden. Um dies zu vermeiden, befinden sich die Wolframfilamente in einem Halogenkreislauf. Dadurch bleibt der Quarz über einen langen Zeitraum hinweg hell – das Licht kann also weiterhin durchdringen.
Vernetzung und Risiken
Um diese Systeme in einer Industry-4.0-Anlage zu nutzen, reicht es nicht aus, die Lampen einfach anzuschließen. Es sind geschlossene PID-Controller sowie Echtzeit-Pyrometer erforderlich. Plötzlich wird „Wärme“ zu „Daten“ – man kann den genauen Energieverbrauch jedes einzelnen Wafers verfolgen. Doch hier liegt das Problem: Hochleistungs-UHP-Lampen werden in einem sehr kleinen Raum extrem heiß. Wenn man versucht, zu viele Lampen unterzubringen, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, müssen die Kühlsysteme dafür bereit sein. Falls die Kühlung versagt, wird das Quarzgehäuse unter Stress geraten und Risse bekommen. So einfach ist das.
Warum Infrarotheizungen sinnvoll sind
Diese Systeme benötigen kaum Platz und haben keine beweglichen Teile. Dadurch sind sie leicht zu installieren und außerdem einfach austauschbar. Für die Techniker bedeutet das weniger Stillstandzeiten und einen reibungsloseren Weg zur Automatisierung der thermischen Prozesse in den verschiedenen Modulen.