Het verminderen van de koolstofuitstoot bij de productie van chips met infraroodverwarming
Als je ooit in een schone ruimte hebt gewerkt, weet je wat voor uitdaging dat is. Je hebt warmte nodig – en die moet precies op de juiste manier worden toegepast. Maar het laatste wat je wilt, is dat er stof wordt opgeworpen. Daarom maken we gebruik van infraroodverwarmingslampen.
In plaats van hete lucht te gebruiken – wat eigenlijk alleen maar zorgt voor het verspreiden van deeltjes over de chips – maakt infraroodverwarming gebruik van straling. Het gaat om een rechtstreekse energiestroom. Geen wind, geen rommel, geen vervuild silicium.
De fysica achter infraroodverwarming
Denk eens aan een traditionele oven die gebruikmaakt van gepompte lucht. Dat is ouderwets en kost veel energie, want de lucht in de hele ruimte moet eerst worden opgewarmd. Infraroodverwarming werkt anders: het richt zich rechtstreeks op het substraat. Met behulp van kortegolflengte- of middengolflengte-infrarood kan het substraat in seconden worden opgewarmd, in plaats van minuten. Het is snel. Echt heel snel.
En dat heeft invloed op je energiekosten. Als je een “groene” fabriek wilt bouwen, wil je voorkomen dat apparatuur energie verspilt terwijl deze zich nog moet opwarmen.
De uitdagingen: integratie
We kunnen geen gewone lampen gebruiken. Deze lampen moeten extreem schoon zijn. Als er restanten op de kwartsbuis zitten, kunnen deze tijdens het proces op het silicium terechtkomen. Dat is een nachtmerrie. Daarom gebruiken we kwartsbuizen van hoge zuiverheid, zodat alles steriel blijft.
Maar hier komt het probleem: infraroodstraling is zeer intensief. Als je chip slechts een paar millimeter afwijkt van de juiste positie, kunnen er lokale hittepunten ontstaan. Eén verkeerde beweging kan ervoor zorgen dat het substraat beschadigd raakt. Daarom maken we gebruik van precisie-PID-regelaars en een zorgvuldig gekozen brandpuntsafstand. Het gaat allemaal om het vinden van die perfecte balans.
Wat dit voor de planeet betekent
Wanneer je overstapt op infraroodverwarming, wordt de energieverbruik van je verwarmingssysteem drastisch verminderd. De apparaten zijn kleiner, waardoor er minder ruimte nodig is. En belangrijker nog: het HVAC-systeem hoeft niet meer zo hard te werken om de ruimte te koelen.
De echte voordelen komen kijken bij het drogen en harden van de chips. In plaats van een enorme oven 24/7 aan te laten staan, wordt de infraroodlamp alleen geactiveerd wanneer er daadwerkelijk iets moet worden verwarmd. Verwarming op vraag.
Zo kun je echt koolstof besparen. Je betaalt dan geen energie meer voor warmte die je niet gebruikt. Simpel gezegd.