Wie man die Halbleiterkomponenten erwärmt, ohne dass der ganze Apparat schmilzt
Haben Sie schon einmal versucht, den Innenraum eines Halbleitergeräts zu erhitzen – nur um festzustellen, dass dadurch das gesamte Gerät zu einem Ofen wird? Das ist ein klassisches Ingenieurnotfall.
Das Problem ist, dass herkömmliche Konvektionsheizungen nur die Luft erwärmen. Die heiße Luft strahlt auf alle Oberflächen ab, die sie erreichen kann. Schon bald entstehen heiße Stellen am Chassis – Stellen, die die Hand des Bedieners verbrennen können oder sogar die Kalibrierung der empfindlichen Elektronik stören können.
Der Trick besteht darin, die Erwärmung der Luft zu vermeiden.
Stattdessen nutzen wir Kurzwellen-Infrarotlampen. Stellen Sie sich vor, die Sonne würde an einem kalten Tag Ihre Haut berühren. Die Umgebungsluft bleibt kalt – doch Sie spüren die Wärme, weil die Energie in gerader Linie auf das Ziel trifft.
Wenn man eine Infrarotlampe direkt auf das zu bearbeitende Teil richtet, wird die Energie erst dann zur Wärme, wenn sie tatsächlich auf das Ziel trifft. Die umgebende Luft sowie die Wände des Gehäuses bleiben dabei unberührt.
Um dies in einer Reinräumumgebung umzusetzen, verwenden wir in der Regel Quartz-Halogenlemente. Sie sind hervorragend, denn sie erreichen die gewünschte Temperatur bereits nach wenigen Sekunden. Kein Warten nötig.
Aber man kann einfach keine gewöhnliche Glühbirne verwenden. Man benötigt einen parabolischen Reflektor. Dieser fungiert wie eine Linse und lenkt den Strahl so, dass die Energie ausschließlich auf das Ziel trifft und nicht überallhin verteilt wird. Das ist der Unterschied zwischen einer Taschenlampe und einem Laser. Dadurch bleibt die Außenhülle kühl – selbst wenn der Innenraum extrem heiß ist.
Aber hier kommt das Problem:
Diese Lampen erzeugen eine enorme Menge an Wärme an einem kleinen Punkt. Während die Wände des Geräts kühl bleiben, wird der Lampenkopf selbst völlig überhitzt.
Wenn man billige Kabel verwendet, ruft man Probleme hervor. Man muss hochtemperaturbeständige Kabel verwenden und sicherstellen, dass die Belüftung die Abwärme vom Lampenkopf wegführt. Andernfalls wird der Lampenkopf schnell zerstört.
Und ein weiterer Tipp: Überdimensionieren Sie die Leistung der Lampe nicht – „mehr ist nicht immer besser“. Wenn man eine zu leistungsstarke Lampe verwendet, strahlt die Energie überallhin ab. Das bringt nichts. Passen Sie einfach Länge und Leistung der Lampe an die Größe der zu behandelnden Fläche an – dann funktioniert alles perfekt.