Kohlenstoffemissionen reduzieren – eine bessere Methode zum Erwärmen
Es ist meist ein großer Aufwand, die Temperatur in einer Glovebox in einem Halbleiterlabor auf dem richtigen Niveau zu halten. Über Jahre hinweg haben wir auf alte Widerstandsheizungen zurückgegriffen – diese versuchen im Grunde, den ganzen Raum zu erwärmen, nur um ein kleines Probenstück zu erwärmen. Das ist langsam, teuer und außerdem eine Verschwendung von Energie.
Deshalb haben wir uns für die Infrarotheizung entschieden. Das ist eine viel effektivere Methode. Man verschwendet keine Energie mehr, die Zeit zum Aufwärmen wird erheblich verkürzt – und der Kohlenstoff Fußabdruck verringert sich sogar.
Kein Heizen der Luft
Standardmäßige Konvektionsheizungen sind ineffizient. Sie erwärmen zunächst die Luft, die anschließend die Wände erwärmt – und erst danach das Probenstück. Man kämpft die ganze Zeit gegen Wärmeverluste an.
Infrarotheizung funktioniert anders: Sie nutzt Kurzwellenstrahlung, um das Probenstück direkt zu erwärmen. Es ist, als würde man versuchen, seine Hände zu erwärmen, indem man das ganze Haus erhitzt – statt einfach in der Sonne zu stehen. So entsteht eine hohe Leistungsdichte auf kleinem Raum. Das Ergebnis: Die Aufwärmzeiten sind unglaublich kurz.
Die technischen Details
Wir machen bei der Hardware keinerlei Kompromisse. Wir verwenden hochreine Quarztuben sowie Wolframfäden, damit alles stabil bleibt. Da es um Halbleiter geht, fügen wir oft goldbeschichtete Reflektoren hinzu. Dadurch wird die gesamte Infrarotenergie in eine Richtung gelenkt – direkt auf das Probenstück. So wird die Gehäusestruktur der Glovebox nicht überhitzt.
Und weil niemand eine komplizierte Installation haben möchte, verwenden wir standardmäßige Industriekonnektoren. Diese eignen sich perfekt als Ersatzteile. Allerdings: Wenn man eine Hochleistungsanlage verwendet, muss die Stromversorgung in der Lage sein, den ersten Stromanstieg zu bewältigen. Günstige Steuergeräte werden unter solcher Belastung versagen.
Was wirklich passiert
Infrarotheizung ist zwar nicht magisch – doch wenn man nicht vorsichtig ist, entstehen Hotspots. Wenn das Probenstück nicht genau in der Mitte liegt, kommt es zu ungleichmäßiger Erwärmung – was für präzise Arbeiten katastrophal ist.
Um das zu vermeiden, braucht man einen guten PID-Steuercontroller sowie ein Thermoelement, das genau dort platziert wird, wo sich das Probenstück befindet. Außerdem sollte man auf die Kühlventilatoren achten. Wenn diese nicht ausbalanciert sind, steigt die Umgebungstemperatur in der Glovebox an – was wiederum die chemische Stabilität beeinträchtigen kann. Wir empfehlen daher, die Komponenten so anzordnen, dass die Wärme nicht übereinanderliegt und somit „Totzonen“ oder Spitzen entstehen.