Bei der Herstellung von Solid-State-Batterien ist eine genaue Temperaturregelung unerlässlich – genauso wie bei den Toleranzen der Wafer. Selbst geringfügige Abweichungen bei der Wärmeeinwirkung oder kühle Stellen auf dem Substrat können dazu führen, dass die Leistungsfähigkeit der Batterien sinkt und in den Übergangsschichten Defekte entstehen. Wir haben diesen Heizer entwickelt, um sicherzustellen, dass jede Schritt im Prozess innerhalb der vorgegebenen Temperaturgrenzen bleibt.
Was technisch wichtig ist: Wir nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung sowie schnell reagierende Quarzemitter, um die Wärme direkt ins Substrat zu leiten. In der aktiven Zone bleibt die Homogenität des Substrats bei ±0,1 °C, und die Wiederholgenauigkeit zwischen den einzelnen Prozessschritten liegt bei unter ±0,5 °C. Das System kann in Reinräumen der Klasse 1–100 betrieben werden, ohne dass Partikel entstehen. Die Profile des Fotolacks bleiben von der Anfangsbehandlung bis zur Endbehandlung konstant, und die Aushärtungszeiten werden mit Millisekundenpräzision gesteuert – es gibt keine Abweichungen durch lange Anlaufzeiten.
Warum dieser Heizer in der Solid-State-Batterie-Produktion praktisch ist: Im Prozess erfolgt die Trocknung der Wafer, die Vorbehandlung des Fotolacks sowie die Aushärtung der Übergangsschichten nacheinander. Infrarotstrahlung verkürzt die Prozesszeit, da dadurch Verzögerungen vermieden werden. Die Schließschleifensteuerung sorgt dafür, dass die kritischen Abmessungen innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleiben. Dadurch wird eine bessere Kontrolle der Abmessungen erreicht, weniger Nacharbeiten sind erforderlich, und der Energieverbrauch sinkt – schließlich geht die Energie in das Film- und Substratmaterial, nicht in den Behälter selbst. Dadurch werden die Prozessbedingungen besser kontrollierbar, und die Leistungsfähigkeit der Batterien wird vorhersehbar.
Was man im Voraus wissen sollte: Die Integration des Heizers ist einfach, doch es ist wichtig, den Abstand zwischen dem Sender und dem Substrat genau einzustellen – davon hängt die Homogenität ab. Man sollte mit einer kurzen Einrichtungsphase rechnen, um die optimalen Einstellungen für den jeweiligen Prozess zu finden. Die Emiter sind für mehr als 5.000 Stunden Betriebszeit ausgelegt, wobei es nur minimale Leistungsabfälle gibt. Wir planen außerdem alle 2.000 Stunden eine präventive Kalibrierung, um die Temperaturgenauigkeit zu gewährleisten.