Warum wir auf Infrarotheizung für die Herstellung von Wasserstoffsensoren umgestiegen sind
Bei der Herstellung von Wasserstoffsensoren ist die Temperatur von entscheidender Bedeutung. Schon eine kleine Abweichung im Wärmeprofil kann dazu führen, dass die Membran beschädigt wird oder die Haftung des Katalysators nachlässt. Lange Zeit haben wir einfach traditionelle Widerstandsofen verwendet. Doch ehrlich gesagt: Sie sind sehr ineffizient. Man muss große Mengen an Luft erhitzen, nur um einen kleinen Teil auf die richtige Temperatur zu bringen.
Deshalb sind wir auf Kurzwellen-Infrarotheizung umgestiegen.
Die Hitze genau dorthin bringen, wo sie gebraucht wird
Das Besondere an der Infrarotheizung ist, dass sie nicht die Luft beeinträchtigt. Sie nutzt Strahlung, um direkt das Ziel zu erwärmen. Es gibt keine Wartezeit, bis der Ofen „aufgewärmt“ ist – und es gibt auch keinen lästigen Verzögerungseffekt wie bei der Konvektionsheizung. Die Lampen erreichen ihre Betriebstemperatur in Sekundenschnelle. Das bedeutet, dass die Systeme nicht mehr stundenlang stillstehen müssen, während man auf die Erwärmung wartet. Es ist schneller und effizienter – außerdem macht das die Reinräume umweltfreundlicher.
Die Herausforderung: Das Gleichgewicht finden
Wir verwenden Wolframfäden sowie Hochreinheitsquarzkapseln, um das Licht stabil zu halten. Doch man muss vorsichtig sein: Wenn man die Leistung der Lampen zu hoch einstellt, können die empfindlichen chemischen Schichten sofort zerstört werden. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Geschwindigkeit des Transportbands – man muss darauf achten, die Zieltemperatur nicht zu überschreiten.
In der Praxis funktionieren
Der Vorteil ist, dass diese Systeme problemlos an die Stellen eingebaut werden können, an denen früher die alten Heizelemente waren. Wir haben sie mit unseren vorhandenen PLC-Steuerungen verbunden, sodass eine geschlossene Regelung möglich ist. Doch es ist nicht alles rosig: Infrarotstrahlung ist sehr intensiv. Hochleistungslichtquellen erzeugen viel Strahlungswärme, die in die restlichen Geräte übergehen kann. Man muss also vorsichtig sein und geeignete Abschirmungen sowie Kühlsysteme verwenden, damit alles nicht überhitzt.
Letztendlich geht es darum, den Denkansatz zu ändern: Anstatt den ganzen Raum zu erwärmen, heizen wir nur den jeweiligen Bereich. Das ist die effizienteste Art und Weise, einen Halbleiterproduktionsprozess zu betreiben.