Houd je wafers schoon: de waarheid over hittebronnen voor waterstofsensoren
Bij het maken van waterstofsensoren spelen die hoge-intensiteitss IR-lampen een belangrijke rol. Maar hier komt het gevaarlijke: wanneer je deze lampen tot hun limiet drijft, kunnen ze kapotgaan.
Een kapotte lamp is een nachtmerrie. Het gaat niet alleen om de stilstand die dit met zich meebrengt. Er vallen ook stukjes kwarts en halogengas op je wafers terecht. Eén klein defect kan ervoor zorgen dat je hele batch niet meer bruikbaar is.
Het evenwicht tussen hitte en druk
We besteden veel tijd aan het bepalen hoe deze lampen omgaan met thermische schokken. Wanneer de hitte snel wordt veranderd, wordt de kwartsmantel onder enorme druk gezet.
Het is alsof je op een slinger loopt. Als de kwartswand te dun is, zal de druk de overhand krijgen en zal de lamp kapotgaan. Maar als we de wand te dik maken, dan zal de IR-straling niet meer effectief werken om het sensormateriaal op te warmen. We gebruiken daarom hoogzuivere gegoten kwarts, zodat de lamp sterk genoeg is om het te overleven, maar toch helder genoeg om te werken.
Een extra veiligheidsmaatregel
Om je wafers veilig te houden, vertrouwen we niet alleen op het glas. We gebruiken ook extra lagen bescherming. Sommige lampen hebben speciale coatingen, terwijl andere in versterkte kwartsmantels zitten. Dit fungeert als een soort beschermingslaag. Als een filament breekt en de lamp kapotgaat, blijft het vuil binnenin de mantel zitten, in plaats van op je producten terecht te komen.
We zijn ook zeer selectief wat betreft het gebruikte plakmiddel. Geen goedkope harsen of lijmsoorten gebruiken. Deze stoffen ‘gasvormen’ bij hoge temperaturen, en deze gassen kunnen de actieve laag van je sensor beschadigen. Dat is natuurlijk niet gewenst.
Werken met hoge belastingen
Het enige way om voldoende hitte te genereren, is door de vermogenssterkte op te voeren. Maar dit heeft ook nadelen. Meer vermogen betekent meer druk. Om te voorkomen dat de lamp kapotgaat, moet je ervoor zorgen dat de voedselvoorziening geen schokken in de spanning geeft. We raden altijd aan om een precieze PID-regelaar te gebruiken, zodat je de gewenste temperatuur niet overschrijdt.
Nog één tip: let goed op de ventilatoren. Als de koeling faalt, zal de omringende hitte toenemen en zal de levensduur van de lamp sneller afnemen. We bouwen deze apparaten zo dat ze veel kunnen hebben, maar ze kunnen niet tegen extreme hitte. Houd ze koel, dan blijven ze werken.