Het verminderen van de kooldioxide-uitstoot in halfgeleiderfabrieken: waarom precisie-IR-technologie de oplossing is
Iedereen heeft het de laatste tijd over koolstofneutrale ontwerpen voor halfgeleiderfabrieken. Eerlijk gezegd komt dit vooral door de manier waarop we dingen verwarmen. De ouderwetse resistieve verwarmingsapparaten zijn zeer inefficiënt. Ze proberen de hele ruimte te verhitten, terwijl dat net zoiets is als een hele kamer verwarmen alleen maar om één kop koffie te kunnen maken.
Daar komt precisie-IR-technologie om de hoek kijken. In plaats van de lucht te verwarmen, richten deze lampen zich rechtstreeks op het oppervlak van de chip.
De warmte precies waar het nodig is
De meeste energieverliezen tijdens het verwerken van chips worden veroorzaakt door convectie – de warmte verspreidt zich naar plekken waar het niet nodig is. IR-systemen lossen dit op door kortegolfradiatie te gebruiken. We hebben deze lampen zo aangepast dat ze een hoge warmtedichtheid leveren in zeer kleine gebieden. Hierdoor bereik je de gewenste temperatuur in seconden, geen minuten.
Als je een productielijn met hoge output hebt, leiden deze besparingen tot een grote afname van de energieverbruik. Je koolstofvoetafdruk wordt kleiner en je productiviteit neemt toe. Het is dus een win-winsituatie.
De componenten die het mogelijk maken
Niemand wil dat er vervuilende stoffen op de chip terechtkomen. Om dit te voorkomen, gebruiken we quartsomhullingen van hoge zuiverheid. Ze zijn bestand tegen extreme temperaturen en kunnen herhaaldelijk worden verhit en afgekoeld zonder te breken.
Maar het echte geheim zit in het gesloten feedbacksysteem. We hebben precisie-IR-sensoren geplaatst die het oppervlak van de chip in real-time in de gaten houden. Als de temperatuur verandert, past het systeem onmiddellijk de stroomsterkte aan. Je hoeft je geen zorgen te maken dat je de gewenste temperatuur overschrijdt of dat er een batch chips beschadigd raakt.
Het probleem: koeling
Het probleem is dat je deze lampen niet zomaar in een oud frame kunt plaatsen en ervan uit kunt gaan dat alles goed zal gaan. Terwijl de chip de benodigde warmte krijgt, worden de behuizingen van de lampen en de elektrische verbindingen nog steeds erg heet. Als je je koelsysteem niet goed ontwerpt, krijg je problemen. Je moet ervoor zorgen dat het koelsysteem voldoende kracht heeft om deze hoge warmtelast aan te kunnen. Anders gaan de lampen vroeg kapot en beginnen de sensoren fouten te geven. Dat is zeker iets wat je wilt vermijden.
Het gebruik van gerichte warmte in plaats van algemene verwarming is geen luxe, maar een noodzaak. Als je een certificaat voor duurzame productie wilt halen, is dit zelfs een vereiste.