Die richtige Temperatur für Quantenchips erreichen
Beim Bau von Quantenchips reicht es nicht aus, wenn die Temperatur nur „näherungsweise“ richtig ist. Die thermischen Anforderungen sind viel strenger als bei herkömmlicher Elektronik. Um diesen Unterschied zu überbrücken, verwenden wir Kurzwellen-Infrarot-Heizlampen. Das ist die einzige Möglichkeit, die erforderliche Präzision zu erzielen.
Wie die „Heizbrücke“ tatsächlich funktioniert
Wenn man versucht, eine Leiterplatte mit herkömmlichen Methoden zu heizen, führt das oft dazu, dass das gesamte Gehäuse erhitzt wird. Das ist problematisch.
Stattdessen verwenden wir Hochleistungs-Halogenemitter. Diese Lampen wandeln Elektrizität in Kurzwellenstrahlung um, die direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte trifft. Es handelt sich dabei nicht um einen Konvektionsofen, bei dem die Luft erhitzt wird – es ist eine direkte Erwärmung. Das geht sehr schnell. Man kann die Temperatur innerhalb von Sekunden anpassen.
Außerdem achten wir sehr genau auf die Quarzkörper dieser Lampen. Wir stellen sicher, dass die spektrale Ausstrahlung genau den Anforderungen der Leiterplattenmaterialien entspricht. Wenn die Wellenlänge auch nur leicht abweicht, wird Energie verschwendet – und es besteht das Risiko, dass die umliegenden Komponenten beschädigt werden.
Die Kompromisse (denn es gibt immer ein Problem)
Um die Sache einfach zu halten, verwenden wir Standard-Anschlüsse wie R7s oder Sk15. Das bedeutet, dass sie praktisch als Ersatz für vorhandene Anschlüsse dienen können – dadurch wird das Verkabeln viel einfacher.
Aber es gibt auch Nachteile. Da wir so hohe Leistungen benötigen, muss man besonders auf den Stromverbrauch achten.
Außerdem entsteht bei der Nutzung einer Hochleistungs-Infrarotanlage in einem kleinen Raum eine enorme Menge an Wärmeenergie. Man kann das Gehäuse nicht einfach ignorieren. Wenn das Kühlsystem nicht ausreicht, steigt die Umgebungstemperatur – die Sensoren beginnen zu versagen, und die Kalibrierung des Quantenchips ist ruiniert.
Von Smart-Metern zu Quantentechnologie
Wir haben diese Lampen bereits seit Jahren in der Herstellung von Smart-Metern verwendet – zum Beispiel zur Aushärtung von Materialien oder zum Schmelzen von Lötstoffen. In der Quantenwelt ändert sich das Ziel jedoch. Jetzt geht es darum, die Leiterplatten stabil zu halten.
Wir nutzen PWM (Pulse Width Modulation), um die Leistung genau zu steuern und alles in einem stabilen Zustand zu halten. Dadurch wird verhindert, dass die Leiterplatte verformt wird. Das Ergebnis ist eine ebene, stabile Oberfläche, die bereit ist für die nächste Bearbeitungsstufe.