Beheizte WerkzeugeHalbleiterausrüstungen

Keramische Heizelemente aus Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid können als Werkzeuge in den verschiedensten Formen hergestellt werden. Die Heizfunktion kann in komplizierte Teile wie Zieh- und Spritzdüsen integriert werden wodurch eine direkte Beheizung der zu bearbeitenden Werkstücke und Medien ermöglicht wird. Für die Beheizung und das gleichzeitige Hand-ling von Mikrochips können speziell angepasste Konturen in die Keramik eingeschliffen werden.

Vorteile

• direktes Beheizen des zu bearbeitenden Mediums

• Energieeinsparung durch geringe Leistungsaufnahme und direkte Wärmeübertragung

• geringe Regelträgheit, exakte Einstellung der gewünschten Temperatur ohne Überschwingen

• sehr kurze Aufheizzeit, Oberflächenleistung bis 150 W/cm2 (bauformabhängig)

• Temperaturen bis 1.000 °C

• hohe Festigkeit

• integrierte Vakuumkanäle/Bohrungen für das Handling von z. B. Mikrochips möglich

• sehr schnelle Kompensation von Wärmeverlusten durch hohe Leistungsreserve

• Anpassung der keramischen Heizfläche an das zu beheizende Gut

• beheizte Flächen ab 1 mm2 möglich

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Beheizte Werkzeuge

Auswahl Flächen-Heizelemente

Heizspitze

Anwendungen

• Handling und Beheizung von Mikrochips oder Bauelementen in der Halbleiterindustrie

• SMDTechnik

• punktgenaues Erwärmen von Verbindungsstellen und Lötstellen

• direktes Beheizen von Klebe, Schweiß und Lötflächen in Maschinen der Kunststoffindustrie, Verpackungsmittelindustrie etc.

• Einsatz unter Ätzgasen, Plasma und anderen aggressiven Medien

0 50 100 150 200 250 300 350 T in °C 450

2

4

6

Aufheizzeit in s

Aufheizverhalten eines Heizkopfes (14 x 14 mm)

10

Einbaubedingungen

• zur Temperaturmessung können Thermoelemente eingelötet oder Pt100 eingeklebt werden

• Einpassung in maschinengerechte Werkzeugaufnahmen

• geeignet für Betrieb mit Kleinspannung

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Beheizte Werkzeuge

Heizkamm (Länge: 150 mm)

HeizplattenHalbleiterausrüstungen

Keramische Heizplatten aus Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid können in beliebigen Größen und Formen hergestellt werden. Die Eigenschaften der Keramik ermöglichen schnelle Aufheizraten, eine homogene Temperaturverteilung und sehr gute Regelgenauigkeit. In die keramische Heizplatte kann direkt eine Kühlfunktion für aktives Kühlen mit Druckluft oder anderen Medien integriert werden. Größere beheizte Flächen können aus Segmenten kleinerer Heizplatten zusammengesetzt werden.

Vorteile

• direktes Beheizen des Mediums

• homogene Temperaturverteilung

• Energieeinsparung durch geringe Leistungsaufnahme

• geringe Regelträgheit, sehr schnelle Kompensation von Wärmeverlusten durch hohe Leistungsreserve

• kurze Aufheizzeit, schnelle Abkühlzeit bei aktivem Kühlen (Kühlmedien: Druckluft, gekühlte Luft, Stickstoff, etc.)

• hohe Festigkeit

• Ebenheiten von bis zu < 1 µm auch auf größeren Flächen realisierbar, kein Verwerfen der Oberfläche im Temperaturwechselbetrieb

• mehrere Heizkreise in einer Platte zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmeableitung möglich

• integrierter Temperaturmesswiderstand als Option

Elektrischer Anschluss: • angelötete Drähte bis 550° C (Temperatur der Kontaktstelle)• angelötete Drähte in kalter Zone für Temperaturen bis 1.000 °C in der

beheizten Zone oder Klemmkontakte bei Verwendung im Vakuum oder unter Schutzgas

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Heizplatten

Heizplatte für den 300 mm Wafer mit leitender Deckschicht, sowie Vakuumrillen

Heizplatte mit 1.000 °C Einsatztemperatur

Anwendungen

• Ofentechnik (Vakuumlötöfen, Laboröfen, Waferbeheizung)

• Keramische Heiz und Heiz/KühlChucks für die Halbleiterindustrie

• Pressenheizungen bis 1.000 °C

• SMDTechnik, Beheizung von PVD und CVDAnlagen, Beheizung von Lötbädern

• Heizplatten für Labore und Messstände

t in min

T in °C

00 5 10 15 20 25 30 35

100

200

300

400

500

Heiz/Kühlplatte (Ø 200 mm) – typische Zykluskurve

600

Aufheizrate typisch 50 K/minLeistungsabhängig

gute Regelbarkeit

Abkühlrate mit 2bar Luftdruck 30 K/min

Mögliche Varianten von Heizplatten

T max (°C) Bauform Maße (mm) Spannung (V) Leistung (W)

550 rund Ø 13 – 300 48 – 400 100 – 8.000

550 rechteckig 14 – 180 48 – 400 100 – 2.000

1.000 rund mit Kontaktsteg Ø 60 – 203 230 700 – 3.000

1.000 rechteckig mit Kontaktsteg 25 x 35 – 100 x 100 230 700 – 3.000

• direktes Beheizen von Klebe, Schweiß und Lötflächen in Maschinen der Kunststoffindustrie, Verpackungsmittelindustrie etc.

• Einsatz unter Ätzgasen, Plasma und anderen aggressiven Medien

• direktes Beheizen von Medien

• Strahlungsheizer für Kunststoffschweißmaschinen

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Heizplatten

Heizplattenbauformen,angepasst an die jeweilige Anwendung

Vorheizer für Prozessgase und ReaktionsdämpfeHalbleiterausrüstungen

Anwendungsspezifisches Design

Die Bauformen sowie die elektrischen Parameter werden an die Erfordernisse der Anwendung angepasst. Die Keramikheizer können stabförmig in einem Strömungsrohr oder als Flachheizer ringförmig zur Außenbeheizung von Behältern und Proben angeordnet werden. Für den Betrieb im Vakuum werden sie mit Reflektorblechen, an Luft mit Wärmedämmung, thermisch isoliert.

Anwendungen

• Plasmaätztechnologien

• Sputtertechnologien

• Forschungs und Prüfgeräte

Die chemische Resistenz der Keramikheizer erlaubt die Erhitzung von Ätz-gasen, aggressiven Flüssigkeiten und anderen Materialien im Temperatur-bereich bis 1.000 °C im Hochvakuum ebenso wie an Luft. Durch den hohen Leistungseintrag und hervorragende Regelbarkeit können endotherme Prozesse mit hohem Wärmebedarf in kurzen Zeiträumen realisiert werden.

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Vorheizer

Heizvorrichtungen zur Erwärmung von Prozessgasen Vorwärmer für Ätzgase

• KeramikHeizstab im Quarzrohr mit Gaseinlass

• Vakuumdurchführung und Thermoelement

Verdampfer für chemische und metallische Beschichtungsmaterialien Verdampfer für Reagenzgefäß

• Heizring mit 12 Flachheizern mit Heizplatte zur Bodenbeheizung

• Heizplatte zur Deckelbeheizung und Thermoelement

Ringheizer zum schnellen Durchwärmen von Materialproben

Probenheizer

• Heizring mit 6 Flachheizern und Wärmedämmung

• Maximaltemperatur: 1.000 °C

• Heizrate: 50 K/s

Heizstab (Länge: 150 cm)

Innendurchmesser: Ø 100 mmHöhe: 180 mm

Innendurchmesser: Ø 50 mm

BACH Resistor Ceramics GmbH • Halbleiterausrüstungen • Strahlungsheizer

StrahlungsheizerHalbleiterausrüstungen

Anwendungsspezifisches Design

Punktstrahler mit einer Glühspitze von 15 mm können im Dauerbetrieb bis 1.200 °C eingesetzt werden, Flächenstrahler bis 1.000 °C. Große Heizflächen werden kachelförmig aus Flachheizern zusammengesetzt. Für ein homogenes Temperaturfeld oder gewünschte Gradienten wird der Leistungseintrag der Wärmeabgabe angepasst.

Stromanschlüsse: Nickeldraht angelötet in kalter Zone bis 550 °C an der Lötstelle

Kontaktpins aus Nickel oder Gold für Betrieb im Vakuum oder Schutzgas für den Betrieb bis 1.000 °C an den Anschlüssen

Anwendungen

• Beschichtungsanlagen

• Vakuumlötanlagen

• Lackeinbrennanlagen

• Glasziehtechnologie

• Schweißspiegel

• Forschungs und Prüfgeräte

Flächenstrahler und speziell geformte Wärmestrahler im Temperaturbereich bis 1.000 °C.

Der hohe Emissionswert e > 0,95 und das breite Maximum im Emissions-spektrum der Wärmestrahlung machen die schwarze Siliziumnitridkeramik zum idealen Strahlungsheizer. Die Strahlungsleistung erreicht 15 W/cm2 bei 1.000 °C.

Auswahl möglicher Bauformen

Mini-Glühspitze(beheizte Spitze bis max. 1.200 °C)

57 m

m

15 m

m

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Zonenofen

Für Prozesse, in welchen ein spezielles Aufheiz und Abkühlregime gefordert ist, können Strahlungsheizer in Zonen angeordnet und einzeln geregelt werden, um Temperaturprofile zu erzeugen. Die gute Regelbarkeit der Heizelemente sichert eine exakte Einstellung der gewünschten Temperatur in den einzelnen Segmenten.

Maße: 260 x 84 mm

Glühzünder

Anwendungen

• Zünden von Festbrennstoffen z. B. Holzpellets in Kaminöfen, Zimmeröfen oder Zentralheizungen

• Zünden von Gas oder Öl in Heizungen oder Spezialöfen (Industrie, F&E, Küchenherd)

• Erhitzen von Prozessgasen

• Heißlufterzeugung

• Abgasverbrennung

• Nachverbrennung von Schadstoffemissionen

• Probenerwärmung in F&E

• Pyrotechnik

Einbaubedingungen

• angelötete NiDrähte Ø 1 mm

• Kontaktbereich beständig bis 550 °C

• heiße Zone beständig bis 1.000 °C (Dauerbetrieb), kurzzeitig darüber

• die Isolationskeramik ist hochspannungsfest

• der Glühzünder kann lose in einem Rohr geführt werden

• elektrische Leistung der Glühzünder kann auf das zu zündende Gut und den Ofenaufbau (Gebläse oder Direktzündung) abgestimmt werden

Bitte beachten Sie auch unsere Gebrauchsanweisung mit umfang reichen Einbautipps!

Vorteile

• geringe Masse >>> schnelle Aufheizzeiten >>> schnelle Zündung

• hervorragendes Regelverhalten bei Betrieb mit Temperaturmessung und regelung

• Betrieb ohne Regelung möglich, bei Auswahl der geeigneten Leistungsklasse durch Selbstbegrenzung der Glühzünder

• beständig gegen Ätzgase

• lange Lebensdauer aufgrund der Oxidationsbeständigkeit der Keramik

BACH Resistor Ceramics GmbH • Glühzünder

Glühzünder aus Keramik sichern ein schnelles und zuverlässiges Zünden von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen. Die Schadstoffemission wird verringert und die Zündprozesse können automatisch ablaufen. Lange Lebensdauer sichert problemloses Heizen.

Gaszünder (Betriebszustand)

Gaszünder mit Fassung aus Cordierit

Glühzünder aus unserer Serienfertigung

Länge (mm) Breite (mm) Höhe (mm) Glühzone (mm) Spannung (V) Leistung (W) kalt Leistung (W) 900 °C

T max (°C)

75 14,7 4,3 50 230 170 – 1.000 100 – 600 1.000

60 8 2,4 10, 20, 30, 40 24 – 230 50 – 200 1.000

40 4,5 1,8 20 24 – 230 75 44 1.100

T in °C

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 12,010,0 14,0 16,0 P/A in W/cm2 20,0

100

0

200

300

400

500

600

700

900

800

Glühzünder im Luftstrom

1.100

v Luft = 2 m/s

v Luft = 10 m/s

T in °C

0 10 20 30 40 6050 Zeit in s 800

200

400

600

1.000

800

Aufheizkurven von Glühzündervarianten

1.400

4,5 x 40 x 1,8 mm

14,7 x 75 x 4,3 mm

BACH Resistor Ceramics GmbH • Glühzünder

Glühzünder für Holzpellets

Heizschienen und Konturenheizer

Heizschienen und anwendungs-gerecht geformte Konturenheizer zur linien- und punktförmigen Beheizung des Materials in Ver-arbeitungsmaschinen bieten Vorteile durch schnelle Wärme-übertragung durch Strahlung oder direkten Kontakt. Im Unterschied zu Metallkörpern vermeiden sie lange Strecken der Wärmeübertragung.

Heizvorrichtungen für den Maschinenbau

Die geringe Masse und gute Wärmeleitfähigkeit der Keramikheizer gewährleisten ein schnelles Reagieren auf Änderungen der Wärmeableitung. Sie folgen trägheitsfrei dem Regler, schwingen kaum über die Solltemperatur und bleiben in einer engen Temperaturtoleranz bei veränderlichem Wärmebedarf. Es können hohe Anschlussleistungen für schnelle Anheizzeiten installiert werden. Diese Vorteile gegenüber herkömmlichen Heizvorrichtungen ermöglichen höhere Taktzeiten und Geschwindigkeiten der Verarbeitungsmaschinen.

Anwendungsspezifisches Design

Die Heizbarren können der zu erwärmenden Kontur durch Anordnung in einem Träger aus wärmedämmenden Material angepasst werden. Die Stromanschlüsse sind an die Keramik angelötet und herausgeführt, ein Temperatursensor kann in unmittelbarer Nähe zur Heizfläche in das Heizelement eingesetzt werden. Geschliffene Flächen sorgen für gute Wärmeübertragung durch direkten Kontakt mit dem Gut. Nichtlineare flächige und räumliche Konturen werden aus Steckelementen zusammengesetzt, die extern in Reihe oder parallel verschaltet werden können. Temperaturprofile über die beheizte Kontur sowie leichte Austauschbarkeit sind dadurch möglich.

Anwendungen

• Maschinen und Geräte der Kunststoffverarbeitung und Klebetechnik

• Verpackungsmaschinen

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Heizschienen und Konturenheizer

Heizschiene (Länge: 300 mm)mit integrierter Temperaturmessung (Pt100)und mit Halter für den Einbau in der Maschine – Wärmeübertragung durch Kontakt

Heizkamm (Länge: 150 mm)

• zum Verschweißen von Kunststoffteilen

• Wärmeübertragung durch Kontakt

Schweißspiegel für Filtereinsätze

• Durchmesser: Ø 80 mm

• max. Temperatur: 550 °C

Heizelemente mit Stecker, die in einer Steckvorrichtung als ebene oder räumliche Kontur angeordnet werden können

• Maße: 10 x 4 mm

• max. Temperatur: 500 °C

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Heizmesser

Heizmesser

Elektrisch beheizte Hochleistungs-keramik mit angeschliffener Schneide zum Trennen und Verschweißen von schnelllaufenden Folien, Strängen und Bändern

Heizvorrichtungen für den Maschinenbau

Vorteile

Die sehr harte Siliziumnitridkeramik, bekannt als Schneidkeramik, ist auch bei hohen Temperaturen nahezu verschleißfrei. Die geschliffene Schneide wird über sehr lange Betriebszeiten nicht abgenutzt.

Die geringe Masse und gute Wärmeleitfähigkeit der Keramikheizer gewährleisten ein schnelles Reagieren auf Änderungen der Wärmeableitung. Sie folgen trägheitsfrei dem Regler, schwingen kaum über die Solltemperatur und bleiben in einer engen Temperaturtoleranz. Es können hohe Anschlussleistungen für schnelle Anheizzeiten installiert werden.

Anwendungen

• Folienschneidmaschinen

• Bänderschneideinrichtungen

• Verpackung

• Medizintechnik

Heizschneide (Breite: 140 mm)• max. Temperatur: 550 °C

Heizmesser für Dauerbetrieb

Heizmesser mit gerader Schneide

• beheizte Länge: bis zu 150 mm

• max. Temperatur: bis zu 1.000 °C

Heizmesser für Impulsbetrieb

Heizmesser zum Trennen von Strängen

• Kleinste beheizte Länge: 5 mm

• max. Temperatur: 1.000 °C

• Anheizrate: 150 K/s

Rotierendes Heizmesser für Dauerbetrieb

beheizte Messerschneide, Anschlüsse an Schleifring geführt

• Durchmesser z. B. Ø 70 mm

• max. Temperatur: 550 °C

• Nennleistung: 500 W

Auswahl möglicher Bauformen

HeizpatronenHeizvorrichtungen für den Maschinenbau

Einbaubedingungen

• angelötete NiDrähte Ø 1 mm

• Kontaktbereich beständig bis 550 °C an Luft (Wärmeisolation im Anschlussbereich vermeiden)

• heiße Zone beständig bis 1.000 °C Dauerbetrieb, kurzzeitig darüber

• die Isolationskeramik ist hochspannungsfest

• die Aufnahmebohrung im Werkzeug muß passgenau gefertigt sein, damit der Wärmeübergang gewährleistet ist – unter Beachtung der unterschiedlichen Wärmedehnung von Keramik zu Metall

Bitte beachten Sie auch unsere Gebrauchsanweisung mit umfangreichen Einbautipps!

Vorteile

• geringe Masse >>> schnelle Aufheizzeiten

• hohe Oberflächenleistung bis zu 100 W/cm2

• hervorragendes Regelverhalten

• beständig gegen Ätzgase

• lange Lebensdauer aufgrund der Oxidationsbeständigkeit der Keramik

• können passgenau geschliffen werden

• keramische Heizpatronen sind dort wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt, wo Metallheizpatronen schnell an ihre Grenzen gelangen

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Heizpatronen

Heizpatronen aus Hochleistungskeramik sind herkömmlichen Heizpatronen dort überlegen, wo Werkzeuge mit hohen Taktzeiten und schnell ver-änderlichem Wärmebedarf beheizt werden müssen. Hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Masse des keramischen Heizkörpers bewirken geringe thermische Trägheit.

Heizpatrone (Betriebszustand)

Mögliche Varianten von Heizpatronen

Länge (mm) Durchmesser Ø (mm) Glühzone (mm) Spannung (V) Leistung (W) kalt Leistung (W) 900 °C

T max (°C) Abb.

180 18 120 230 2.000 1.250 1.000 (1)

75 12,5 50 230 1.250 750 1.000 (2)

90 10 50 – 60 230 550 – 1.500 300 – 890 1.000 (3)

90 8 50 – 60 230 550 – 1.500 300 – 890 1.000 (4)

63 6,26 30 230 160 – 750 100 – 440 1.000 (5)

Anwendungen

• Beheizung von Werkzeugen, Metallplatten

• Ersatz von Metallheizpatronen

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Heizpatronen

(5)

(4)

(3) (2)

(1)

PressenheizungenHeizvorrichtungen für den Maschinenbau

Vorteile

Die hohe Druckfestigkeit von 2.000 MPa und der hohe Elastizitätsmodul von 200 GPa der Siliziumnitridkeramik bleiben im Temperaturbereich bis 1.000 °C erhalten, es gibt kaum Eigenverformung. Die Keramikheizplatten können im direkten Kontakt den Druck auf das Material übertragen.

Es sind hohe Aufheizraten bis zu 50 K/s erreichbar. Die geringe Masse und gute Wärmeleitfähigkeit der Heizkeramik ermöglicht eine schnelle Kompensation des Wärmeentzuges durch das Gut. Im Vergleich zu indirekt beheizten Presswerkzeugen bewirkt die geringe Wärmekapazität hohe Abkühlraten.

Kundenspezifisches Design

Die Ausführung der Pressenheizer erfolgt nach den Erfordernissen der Anwendung mit der Intention, möglichst kleine Wärmeübertragungsstrecken und homogene Temperaturfelder zu erzielen.

Die eigenen Erfahrungen werden für die Gestaltung der Einbausituation eingebracht, um Biegespannungen, Kerbwirkungen und große Temperaturgradienten zu vermeiden, sowie optimale wärmetechnische Bedingungen zu schaffen.

Keramische Heizplatten zur direkten Beheizung von Materialproben unter Druck bis 2.000 MPa im Temperatur-bereich bis 1.000 °C.

Beheizte Druckplatten für Materialprüfeinrichtungen

• Beheizter Bereich bis 1.000 °C

• Keramiksteg für die Anschlüsse bis 550 °C belastbar

Anwendungen

• Werkstoffprüfgeräte

• Kunststoffverarbeitung

• Glasherstellung

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Pressenheizungen

Auswahl möglicher Bauformen

Nut für Thermoelement

Maße beheizte Fläche: 100 x 100 mm

BACH Resistor Ceramics GmbH • Heizvorrichtungen • Sonderanfertigungen

Sonderanfertigungen und Heizelemente für F&EHeizvorrichtungen für den Maschinenbau

Vorteile

• direktes Beheizen des zu bearbeitenden Mediums

• Energieeinsparung durch geringe Leistungsaufnahme und direkte Wärmeübertragung

• gute Regelbarkeit, exakte Einstellung der gewünschten Temperatur ohne Überschwingen

• kurze Aufheizzeit

• Temperaturen bis 1.000 °C

• hohe Festigkeit und Härte

Mit unserer speziellen Herstellungs-technologie für keramische Heiz-elemente können wir kunden-spezifische Lösungen anbieten, die genau auf die Anwendung abge-stimmt sind. Form und Größe der keramischen Heizelemente können an das zu beheizende Medium exakt angepasst werden.

Anwendungen

• Beheizung von Messständen für Mikrochips oder Bauelementen in der Halbleiterindustrie

• Probestände in der Metallindustrie

• Testeinrichtungen für die Kunststoffindustrie

• direktes Beheizen von Proben in Testständen

• Einsatz unter Ätzgasen, Plasma und anderen aggressiven Medien oder direkte Beheizung von aggressiven Medien

• Einsatz in Laboröfen und Forschungsanlagen

Probenbeheizungbis 1.000 °C

Probenbeheizungbis 1.000 °C

Auswahl möglicher Bauformen

Heizleiter

Integrierter keramischer Messleiter