Het verminderen van het kooldioxideverbruik bij de productie van halfgeleiders met infraroodverwarming
Bij de productie van halfgeleiders spelen warmte en hitte een belangrijke rol. Maar de manier waarop dit tot nu toe wordt gedaan, is helaas erg verspillend. De meeste fabrieken maken gebruik van convectieovens, waardoor er veel energie nodig is om slechts één klein chipje op temperatuur te brengen. Het is net alsof je je hele huis verwarmt alleen maar om één plak pizza op te warmen. Hierdoor wordt veel energie verspild en neemt ook het broeikaseffect toe.
We hebben een betere manier gevonden: infraroodverwarming. In plaats van de lucht te verwarmen, wordt de chip zelf rechtstreeks verhit.
Energiebesparing (en bescherming van de planeet)
Infraroodlampen maken gebruik van elektromagnetische straling om energie over te dragen. Omdat er geen sprake is van het verwarmen van grote hoeveelheden lucht, wordt er veel minder energie verbruikt per chip. In een milieuvriendelijke fabriek is dit een groot voordeel: de energieverbruik daalt, waardoor ook de CO2-uitstoot afneemt. Het is een eenvoudigere en schone manier om chips te verhitten.
Het behouden van een schone omgeving
In schone kamers moet alles schoon blijven. Eén stofdeeltje kan al tot problemen leiden. Daarom gebruiken we verwarmingselementen die zijn geïncapsuleerd in kwarts. Ze geven geen gassen af en veroorzaken geen stofdeeltjes, zodat de omgeving schoon blijft. Bovendien leveren deze lampen veel warmte op in een klein formaat. Hierdoor neemt de ruimte die nodig is voor de apparatuur af en kan de gewenste temperatuur sneller worden bereikt.
De uitdagingen
Het is echter niet allemaal gemakkelijk. Hoogintensieve infraroodstraling werkt snel – misschien wel te snel. Als je niet voorzichtig bent, kunnen er sterke warmtegebieden ontstaan. Als de chip dun is, kan het oppervlak eerder te heet worden dan de kern. Je moet dus goed opletten wat de afstand tussen de lamp en de chip is, en hoe vaak de lamp wordt gebruikt. Een beetje kalibratie helpt enorm om te voorkomen dat de chips beschadigen.
Het toepassen in een milieuvriendelijke fabriek
Het vervangen van lampen is niet genoeg. Er is ook een controlessysteem nodig dat in real-time reageert op de sensoren. Dit voorkomt dat het systeem de gewenste temperatuur overschrijdt en er onnodig energie wordt verbruikt. En het beste van alles: wanneer je deze systemen aansluit op een slim netwerk, kun je precies zien hoeveel energie je bespaart per batch. Wanneer de controleurs langskomen om te controleren of je echt koolstofneutraal bent, heb je dan concrete gegevens om hen te laten zien.