In den Fertigungsanlagen ist die thermische Drift während der Verarbeitung von Solid-State-Batterien nicht einfach nur eine Kurve auf einem Diagramm. Sie führt dazu, dass Wafer verschwendet werden, der verfügbare Wärmeeinsatz eingeschränkt wird – und die Planung der Fertigungsprozesse wird zum Albtraum. Die Zeitfenster für das Weichbrennen sowie Hartbrennen des Fotoleitmittels sind sehr eng bemessen. Zudem erfordern die Schnittstellen zwischen den Schichten sowie dem Elektrolyten eine äußerst hohe Temperaturgenauigkeit. Wenn der Heizer keine gleichmäßige Temperatur über der gesamten Oberfläche des Substrats erreichen kann, wird die Ausbeute unvorhersehbar.
Was technisch wichtig ist:
Wir haben diesen Heizer für die Verarbeitung von Solid-State-Batterien mit Kurzwellen-Infrarotquellen in einem aus Quarz bestehenden thermischen Modul entwickelt. Dadurch wird eine Temperaturgenauigkeit von ±0,1°C über der aktiven Fläche erreicht. Die Stabilität der Setpoint-Temperatur beträgt ±0,2°C während des Brennvorgangs. Die Steuerung ermöglicht eine Temperaturerhöhung von 1°C/s – dadurch bleibt das Temperaturniveau konstant, unabhängig von Hotspots.
Der Heizer eignet sich für Reinräume der Klasse 1–100. Er arbeitet zuverlässig, ohne dass Partikel entstehen – bei einer Konzentration von ≤1 Partikel/ft³ bei 0,1 µm im Gleichgewichtszustand. Die 24-Stunden-Nutzung wird durch eine doppelte Regelungskonfiguration sowie eine MTBF von über 50.000 Stunden gewährleistet. Falls Wartungsarbeiten erforderlich sind, ermöglichen modulare Lampen sowie austauschbare Treiber, dass es zu keinen ungeplaneten Stillständen kommt.
Warum das hier funktioniert:
In Lithografieanlagen wird dieselbe Anlage zur Behandlung des Fotoleitmittels verwendet – mit derselben Genauigkeit. Dadurch ist kein zweiter Heizer nötig. Der Umstieg zwischen verschiedenen Prozessen wird dadurch beschleunigt. Bei Solid-State-Batterien sorgt dieser Heizer dafür, dass die Schnittschichtschichten richtig verdichten und dünnere Schichten ohne „heiße Kanten“ oder „kalte Zentren“ entstehen. Dadurch bleibt die Serienschwäche stabil und das Risiko von Delaminierung wird minimiert.
Der Energieverbrauch sinkt, da das Infrarotlicht direkt auf das Zielobjekt abgestrahlt wird – nicht auf die Wände der Kammer. Weniger Ausschussware sowie weniger Kalibrierungen führen dazu, dass die Produktionsleistung von Schicht zu Schicht konstant bleibt.
Worauf man achten muss:
Der Heizer kann über RS-485 sowie SECS/GEM in Standardsteuersysteme integriert werden. Seine Abmessungen entsprechen denen gängiger Plattformen. Von einem kalten Startpunkt aus erreicht er nach etwa 3–5 Minuten eine thermische Stabilität. Planen Sie diese Aufwärmzeit entsprechend ein. Die EMC-Eigenschaften sind hervorragend – daher sollten Hochstromkabel gut abgeschirmt werden. So wird verhindert, dass Störgeräusche in benachbarte Geräte gelangen.