Warum wir auf Quarz mit einer Reinheit von 99,99 % für die PCBs von Smart-Metern bestehen
Wenn man Infrarotheizlampen für die Herstellung von Smart-Metern baut, neigt man dazu, das Glas einfach als Schutzschicht für den Glühfaden zu betrachten. Doch in Wirklichkeit ist das Glas der wichtigste Bestandteil dieser Konstruktion – es fungiert quasi als „Wächter“.
Wenn man Standardquarz verwendet, hat man es mit hohen Energieverlusten sowie ungleichmäßiger Heizung zu tun. Deshalb verwenden wir ausschließlich synthetischen Quarz mit einer Reinheit von 99,99 %. Wir wollen, dass die Wärme tatsächlich auf der Leiterplatte ankommt – und nicht im Glas stecken bleibt.
Die Wissenschaft hinter der effektiven Wärmeabgabe
Niedrigreiner Quarz enthält viele metallische Verunreinigungen sowie Hydroxylgruppen. Man kann sie zwar nicht sehen, doch sie wirken wie eine „Sponge“ für Infrarotstrahlen. Anstatt die Wärme durchzulassen, wird sie vom Glas absorbiert. Das Ergebnis: Der Glühfaden wird gefährlich heiß, während die Leiterplatte weiterhin kalt bleibt.
Bei einer Reinheit von 99,99 % ändert sich alles. Die Wärme wird nicht gestreut oder geblockt – sie gelangt direkt vom Wolframglühfaden in die Lötpaste. Dadurch wird die Heizung effizienter und zuverlässiger.
Vermeidung von Rissen
In den Produktionslinien für Smart-Meter-Leuchten herrschen hohe Temperaturen. Die Leistung wird ständig zwischen null und maximaler Stufe geschaltet – das führt zu starken Temperaturschwankungen. Billiges Glas kann solche Belastungen nicht verkraften; es dehnt und schrumpft zu stark, was zu Rissen oder sogar zum Zerbrechen führt. Hochreiner Quarz hingegen kann solche Schwankungen problemlos verkraften – dadurch halten die Lampen länger.
Der Nachteil – und wie man damit umgeht
Es gibt jedoch einen Trade-off: Da das Glas kühler bleibt und mehr Wärme durchlässt, ändern sich der Druck und die Temperatur im Inneren des Glases. Dadurch entsteht mehr Belastung auf dem Glühfaden. Wenn man versucht, dieses Problem durch übermäßige Leistungsanpassung zu beheben, verbrennt der Glühfaden viel zu früh. Man muss daher die Spezifikationen der Stromversorgung genau einstellen.
Wir konzentrieren uns auf die Reinheit des Materials – dadurch entfallen alle Unsicherheiten bezüglich der Wärmeabgabe. Man muss sich keine Gedanken mehr darüber machen, warum eine bestimmte Stelle der Leiterplatte nicht erhitzt wird. So erhält man eine gleichmäßige und zuverlässige Wärmeverteilung über die gesamte Fläche der Leiterplatte.