Het juiste afstand houden: Verwarming van siliciumschijven met infraroodlampen
Bij de productie van semiconductoren gebruiken we kortegolfrange infraroodlampen om de gewenste temperatuur precies te bereiken. Dit is veel effectiever dan het gebruik van convectieovens, waarbij energie zomaar verloren gaat. Als je echter een ‘groene’ fabriek wilt hebben en je CO2-uitstoot wilt verminderen, moet je de ‘veiligheidsafstand’ – de fysieke afstand tussen de lamp en de siliciumschijf – precies goed instellen.
De afstand is belangrijk
Het gaat er niet alleen om dat de kwartsbuis de siliciumschijf niet raakt. Het gaat ook om de manier waarop de hitte zich verspreidt. Als je de lampen te dicht bij de schijf plaatst, ontstaan er hete plekken die de schijf kunnen beschadigen of zelfs de ondergrond volledig kunnen verbranden. Als je ze echter te ver terug plaatst, worden alleen de wanden van de kamer verhit. Dat is een verspilling van energie en heeft invloed op de efficiëntie.
We bepalen deze afstand meestal op basis van de vermogenswaarde van de lampen en de gewenste temperatuur. Omdat kortegolfrange infraroodlampen snel en effectief warmte leveren, kan de verwarmingszone relatief klein zijn.
Het verminderen van CO2-uitstoot
Als je een ‘groene’ fabriek wilt hebben, moet je stoppen met het verspillen van energie wanneer de machines niet worden gebruikt. Hierdoor kunnen infraroodlampen echt van pas komen: ze gaan bijna onmiddellijk aan. Je hoeft het hele systeem niet continu op hoge temperatuur te houden, zodat het klaar is voor de volgende productiecyclus.
We combineren deze lampen met PID-regelaars. Door de veiligheidsafstand aan te passen en de stroomsterkte te regelen, kunnen we de temperatuur stabiel houden, zonder te veel elektriciteit te verbruiken.
De compromissen
Hier ligt het probleem. Lampen met hoge vermogenswaarden zijn goed voor productielijnen met hoge capaciteit, omdat ze snel op temperatuur komen. Maar dit brengt ook problemen met zich mee. Hoe hoger de hittedichtheid, hoe harder het koelsysteem moet werken om te voorkomen dat de contactpunten en kabels beschadigen. En weet je wat? Als je de vermogenswaarde verhoogt om de veiligheidsafstand te compenseren, zullen de lampen minder lang meegaan. Je zult ze dus vaker moeten vervangen.
Het is dus beter om eerst de koelcapaciteit te controleren, voordat je besluit de veiligheidsafstand te verkleinen.