У процесі виробництва паливних елементів шари каталізатора є тонкими, провідними та чутливими до температури. Якщо виникає якась проблема з тепловіддачею, морфологія каталізатора змінюється. Це призводить до зростання опору контакту, а отже, і до погіршення продуктивності пристрою. Необхіден крок сушіння, який би був ефективним, як процедура літографії – повторюваним, однорідним та бездоганним.
Що є важливим з технічної точки зору
Ми створили лампу для сушіння каталізатора на основі випромінювання ближнього інфрачервоного діапазону, налаштованого відповідно до профілю поглинання каталізатора та складу клею. Це дозволяє швидко нагріти каталізатор, не пошкоджуючи сам substrат. Рівномірність температури на поверхні wafer залишається в межах ±0,1°C у активній зоні, а точність регулювання температури становить ±0,5°C між окремими партіями продукції. Емітер використовує кварцово-галогенну конструкцію з точним контролем над температурою нитки, що забезпечує стабільну роботу протягом 5 000 годин зі зниженням потужності менше ніж на 5%. Система призначена для використання в чистих приміщеннях класу 1–100, а кожна зони нагріву розроблена так, щоб не створювати жодних частинок на місці обробки.
Чому це ефективно на практиці
Під час виробництва паливних елементів каталізатор розташовується на тонких substrатах та металевих біполярних пластинах, де теплова ємність може варіюватися, а деформація є серйозною проблемою. Випромінювання ближнього інфрачервоного діапазону дозволяє швидко нагріти каталізатор без попереднього нагріву самого substrату. Це сприяє швидшому сушінню, зменшенню енергоспоживання та кращому контролю над структурою пор та розподілом каталізатора. Та сама точність, яка забезпечує однорідність покриття під час процедури літографії, тепер захищає активність каталізатора: передбачувані профілі нагріву, контрольований час нагрівання та стабільність параметрів між окремими лініями виробництва. Енергоспоживання знижується, оскільки лампа нагріває лише потрібну ділянку, а час роботи підвищується завдяки можливості цілодобової роботи з контрольованим нагріванням та охолодженням.
Деталі, на які потрібно звернути увагу
Сушіння за допомогою випромінювання ближнього інфрачервоного діапазону відбувається через лінію видимості, тож форма емітера та його розташування є важливими факторами. Необхідно переконатися, що відстань від substrату до емітера залишається постійною. Потужність лампи залежить від стабільності напруги; найкраща однорідність досягається при регулюванні напруги в межах ±1%. Установка є простою, але під час інтеграції необхідно враховувати теплове навантаження на сусідні компоненти та необхідні шляхи відведення тепла. Необхідно вказати тип з’єднувача та розміри емітера, щоб заміна компонентів відбувалася протягом запланованого часу технічного обслуговування.