Het verminderen van de koolstofuitstoot in een halfgeleiderfabriek: waarom precisie-IR-verwarming werkt
Iedereen heeft het tegenwoordig over “groene fabrieken”. Maar als je een halfgeleiderfabriek runt, weet je dat het verminderen van je koolstofvoetafdruk vooral neerkomt op één ding: hoe je met warmte omgaat.
De ouderwetse resistieve ovens zijn gewoon verspilling. Ze verwarmen alles: de kamer, de lucht, de muren – kortom, alles behalve het deel dat je eigenlijk wilt verwarmen.
Daarom hebben we gekozen voor precisie-IR-verwarming. In plaats van de hele ruimte te verwarmen, richten we de energie rechtstreeks op het oppervlak van de chip.
Het geheim zit in de energiedichtheid.
We gebruiken kortegolf-IR-lampen met hoge energiedichtheid om zo snel mogelijk de gewenste temperatuur te bereiken. Hierdoor wordt er minder energie verbruikt per chip.
Maar je kunt de stroomsterkte niet zomaar verhogen om het proces te versnellen. Anders ontstaan er hete plekken. En niemand wil een vervormde siliciumchip hebben. Het gaat erom om de juiste balans te vinden tussen de lampen, zodat de warmte gelijkmatig wordt verdeeld.
Waar het echte besparing zit
Dit is vaak het onderdeel dat mensen over het hoofd zien: de “verborgen” energie.
Wanneer je overstapt op IR-verwarming, stop je met het verspillen van energie aan die enorme ovens die alleen maar stil staan. We gebruiken kwartsomhullingen en reflectoren om elke foton terug te laten kaatsen naar het gewenste doel.
Omdat we geen warmte meer verspillen, hoeven de ventilatie- en koelsystemen zich niet meer zo in te spannen om de ruimte koel te houden. Hier zie je dan echt een daling in de koolstofuitstoot.
Het is echter niet magisch
Eerlijk gezegd is IR-verwarming geen oplossing die je gewoon kunt instellen en vergeten. De sensoren moeten perfect worden afgesteld. Als de PID-regeling niet goed is ingesteld, kan het gebeuren dat de temperatuur te hoog wordt en de chips beschadigen. Bovendien verslechteren de lampen na verloop van tijd. Naarmate het filament versleten is, verandert ook de spectrale uitstraling. Je kunt dit niet negeren; je moet de stroomsterkte regelmatig aanpassen om het thermische profiel stabiel te houden.
Het vereist wat meer aandacht voor detail, maar de besparing in energie en efficiëntie is het waard.