Het verminderen van de kooldioxide-uitstoot in halfgeleiderfabrieken: waarom we overstappen op infraroodverwarming
Iedereen praat tegenwoordig over koolstofneutraalheid, maar voor ons die in halfgeleiderfabrieken werken, is dit een grote uitdaging. De traditionele resistieve verwarming die we al jaren gebruiken, is te inefficiënt.
Daarom zijn we overgestapt op systemen met kortegolflengte-infraroodlampen. Stel je voor dat je in plaats van de hele ruimte op te warmen om een kop koffie te kunnen drinken, een laser gebruikt. We verspillen geen energie meer door de hele ruimte op te warmen; de energie wordt rechtstreeks naar de chip gestuurd. Dit is schoner, sneller en veel efficiënter.
De kracht van snel thermisch verwerking
We bouwen deze systemen zodat ze grote hoeveelheden warmte kunnen leveren, en dat gebeurt in een oogwenk. Door gebruik te maken van wolfraamfilamenten in kwartsbuisjes gevuld met halogen, kunnen we de temperatuur razendsnel opvoeren.
Geen lange voorverwarmingscycli meer nodig. Die ‘idle’-warmte die je met oude ovens hebt? Dat is gewoon geld en elektriciteit die verloren gaan. Met infraroodverwarming is dat niet meer het geval. Bovendien kunnen we precies bepalen waar de warmte naartoe gaat. Als slechts één deel van de chip warmte nodig heeft, krijgt alleen dat deel die warmte.
De details (en de compromissen)
Het is natuurlijk niet zo eenvoudig als het klinkt. Het gaat om hoge stroomsterktes, en wanneer er activatie of annealing van de chips plaatsvindt, is de warmtedichtheid enorm. Je kunt het dus niet zomaar uitzetten en vergeten.
Als de koelmiddelen niet voldoende zijn, zit je in de problemen. De weerkaatste straling en de opgehoopte warmte kunnen de lampen binnen enkele uren beschadigen. Het is een hightechapparaat, dus het vereist ook hightechonderhoud.
Om te voorkomen dat de apparaten kapotgaan, gebruiken we versterkt kwarts, zodat de buisjes niet breken onder de spanning. En omdat niemand graag zes uur bezig is met eenvoudige reparaties, hebben we de aansluitingen eenvoudig gehouden. Ze kunnen gemakkelijk worden vervangen tijdens de onderhoudsperioden, zodat je snel weer door kunt gaan met werken.
Wat dit betekent voor de ‘Groene Fabriek’
Uiteindelijk gaat het hier om het energieverbruik. Door de zware thermische massa van oude apparaten weg te nemen, hebben we veel minder energie nodig om de gewenste temperatuur te bereiken. En wanneer het werk klaar is, koelen de apparaten veel sneller af.
Voor de ingenieurs betekent dit een lager energieverbruik en kortere productietijden. Het is een manier om de ‘Groene Fabriek’-certificering te behalen, zonder dat de productie moet worden vertraagd of het tempo moet worden verminderd. Het werkt gewoon.