Het juiste temperatuurniveau behouden in IR-halfgeleidersystemen
Als je een slimme fabriek bouwt, weet je dat gegevens allesbepalend zijn. Maar wanneer je een halfgeleiderverwarmer kiest, moet je de thermocouple niet zomaar zien als nog een onderdeel op de lijst. Het is eigenlijk het ‘hartslagpunt’ van je digitale twin. In die hoge-dichtheid IR-systemen zijn deze sensoren de enige manier om te weten of de warmte die je toevoegt echt op de oppervlakte van de wafer terechtkomt, zoals je het wilt.
De uitdagingen met IR-warmte
IR-systemen werken door straling, niet door geleiding. Hierdoor is er altijd een kleine vertraging. De verwarmer bereikt de gewenste temperatuur, maar het substraat heeft even nodig om daarbij te komen.
Om dit probleem op te lossen, gebruiken we thermocouplets met een snelle reactietijd. Meestal werken Type K of Type N hiervoor, afhankelijk van de temperatuur. We connecteren deze thermocouplets aan controllers met een hoge resolutie, zodat je per ongeluk niet de gewenste temperatuur overschrijdt en daardoor schade wordt toegebracht aan de producten.
Het laten werken van een “slimme” fabriek
Een echte slimme fabriek vereist dat elke thermische zone digitaal wordt gemeten. We plaatsen de thermocouplets rechtstreeks in de behuizing van de verwarmer, zodat de PLC voortdurend gegevens kan ontvangen. Hierdoor kun je de thermische ontwikkelingen gedurende duizenden cycli monitoren. Hierdoor zie je al op tijd wanneer een verwarmer het begint te begeven, voordat dit leidt tot schade aan de producten. Dit bespaart veel problemen.
Het vinden van het perfecte evenwicht
Precisie kost geld – het vereist meestal extra ruimte. Als je de thermocouple te dicht bij de IR-bron plaatst, veroorzaakt dit interferentie. Je metingen zullen dan hoger uitvallen dan ze in werkelijkheid zijn. Maar als je hem te ver weg plaatst, neemt de reactietijd toe. Je moet dus het juiste punt vinden waarbij je zowel snelheid als precisie hebt.
Nog een tip: gebruik altijd gesloten kabels. Fabrieken zijn lawaaierige plekken. Alle hoge spanningen veroorzaken elektromagnetische interferentie, waardoor je metingen onnauwkeurig kunnen worden. Als je je kabels niet beschermt, wordt het moeilijk om nauwkeurige gegevens te krijgen. En in deze branche is onnauwkeurigheid duur.