Warum wir auf Infrarotheizung für Wasserstoffsenker umgestiegen sind
Die Herstellung von Wasserstoffsensoren erfordert ein feines Gleichgewicht. Der Katalysator muss richtig haften und die Membran muss intakt bleiben – das bedeutet, dass die Temperatur genau eingestellt werden muss. Lange Zeit wurden dazu nur diese alten Widerstandsofen verwendet. Aber ehrlich gesagt: Das ist Verschwendung. Man heizt schließlich den ganzen mit Luft gefüllten Raum auf, nur um einen kleinen Sensor zu erwärmen.
Deshalb haben wir auf Kurzwellen-Infrarotlampen umgestiegen. Anstatt den Raum zu heizen, geht die Energie direkt in das Substrat. Schnelligkeit ist hier entscheidend. In einer Fertigungsstätte möchte man nicht stundenlang warten, bis der Ofen warm ist. Wir haben unsere Infrarotsysteme so eingestellt, dass sie die gewünschten Temperaturen in Sekunden erreichen – nicht in Minuten. Da die Wärme den Luftstrom umgeht und direkt auf die Materialien trifft, wird der Reinraum nicht zur Sauna. Alles funktioniert einfach besser.
Jetzt zum Hardware-Aspekt: Wir verwenden Quarz-Halogenlemente. Quarz ist ideal, denn er dehnt sich bei hohen Temperaturen nicht aus. Zudem verhindert das Halogen, dass die Lampen zu schnell ausschalten.
Allerdings gibt es eine Einschränkung: Diese Lampen verbrauchen viel Strom. Wenn man sie in das Stromnetz anschließt, muss man unbedingt darauf achten, dass die Stromversorgung sowie die Kühlventilatoren ausreichen. Man will schließlich nicht, dass die Steuerelektronik während eines langen Produktionsprozesses beschädigt wird. Das wäre wirklich lästig.
Außerdem gibt es noch den ökologischen Aspekt. Wenn man nach Kohlenstoffneutralität strebt, ist Infrarotheizung die beste Lösung. Konventionelle Öfen sind im Grunde genommen riesige Wärmequellen – sie zwingen das Lüftungssystem dazu, Überstunden zu machen, um das Gebäude kühl zu halten. Infrarotlampen verbrauchen nur dann Energie, wenn sie tatsächlich aktiviert werden. Wir haben eine echte Reduzierung des Stromverbrauchs pro Wafer festgestellt.
Die einzige Herausforderung ist es, die richtige Entfernung zwischen der Lampe und dem Sensor zu finden. Wenn die Lampe zu nahe ist, entstehen Hotspots, die den Sensor zerstören können. Ist sie zu weit entfernt, werden die Produktionszeiten länger. Doch sobald die richtige Brennweite gefunden ist, hat man eine schnelle, effiziente Lösung – und zudem eine Umweltfreundlichere Variante.