Het verminderen van de kooldioxideuitstoot in semiconductiefabrieken: waarom infraroodverwarming werkt
Laten we eerlijk zijn: semiconductiefabrieken verbruiken enorm veel energie. De meeste ouderwetse apparaten in deze fabrieken maken gebruik van resistieve verwarming of andere systemen die de warmte gewoon in de lucht laten ontsnappen. Dat is een verspilling van energie. Daarom kiezen steeds meer bedrijven voor systeem met kortegolflengte-infraroodlampen.
Hier is hoe het in werking gaat:
Standaard convectieve verwarming werkt langzaam. Het probeert de lucht te verwarmen om zo de chip op temperatuur te brengen. Met infraroodsystemen wordt deze stap overgeslagen: de energie wordt rechtstreeks naar het oppervlak van de chip gestuurd. Omdat de chip rechtstreeks wordt geraakt, hoeft het HVAC-systeem minder hard te werken om de omgevingswarmte tegen te gaan. Hierdoor neemt de totale energiebehoefte per chip juist af.
Maar je kunt deze systemen niet zomaar installeren en verdergaan met normaal werken.
Bij het plannen van deze upgrades is het belangrijk om rekening te houden met de energiedichtheid. Quartslampen met hoge vermogens brengen de chip in slechts enkele seconden op de gewenste temperatuur. Er is geen sprake meer van tijdverspilling door het branden van elektriciteit terwijl men wacht tot de kamer stabiel is. Het gaat dus erg snel.
Het nadeel? Je moet ervoor zorgen dat het koelsysteem het aankan. Een hoogprestaties IR-systeem legt namelijk veel druk op het behuizingssysteem. Als je ventilatoren of gekoelde watercircuits niet goed genoeg zijn, kan het gebeuren dat de apparaten beschadigen of zelfs het hele systeem stilvalt omdat het te heet wordt.
En als je ooit in een fabriek hebt gewerkt, weet je dat ‘eenvoudige vervanging’ meestal een mythe is. Je zult waarschijnlijk je besturingssystemen aanpassen om de spanning van de lampen te kunnen hanteren. Ik raad altijd aan om PID-regelaars te gebruiken, samen met thermocoupons met snelle reactietijden. Als het feedbacksysteem traag is, kan de intensiteit van het infraroodlicht te hoog worden, waardoor de chips beschadigen. Dat is natuurlijk niet gewenst.
Uiteindelijk is het overstappen op infraroodverwarming een van de gemakkelijkste manieren om je CO2-uitstoot te verminderen. Je verkort de productietijden en bespaart energie. Hierdoor wordt de fabriek milieuvriendelijker, zonder dat je de productiecapaciteit hoeft te verminderen.