Het verminderen van koolstofuitstoot in semiconductiefabrieken: waarom IR-verwarming echt werkt
Semiconductiefabrieken maken momenteel veel moeite om de doelstellingen op het gebied van koolstofneutraliteit te bereiken. Maar als je goed kijkt, blijkt dat een groot deel van de energie verloren gaat tijdens het drogen van de schijven.
Ik zie dit vaak gebeuren: fabrieken gebruiken nog steeds grote convectieovens of ouderwetse verwarmingselementen. Dat is inefficiënt. Je besteedt dan veel geld aan het opwarmen van de hele ruimte en de lucht eromheen, terwijl je eigenlijk alleen maar geïnteresseerd bent in de schijf zelf.
Wat IR-audits echt opleveren
Als ik een fabriek bezoek om de drooginstallaties te controleren, kijk ik eerst naar de ‘thermische vertraging’. Conventionele verwarming werkt langzaam: eerst moet de lucht worden opgewarmd, waarna de lucht de schijf kan opwarmen. Dit duurt erg lang. IR-verwarming werkt anders: de energie wordt rechtstreeks naar het oppervlak van de schijf gestuurd, via elektromagnetische straling.
Door over te stappen op kortegolflengte-IR, vermijd je het verspillen van energie aan de wanden van de machine en de lucht eromheen. De energieverbruik per schijf neemt daardoor af. Zo simpel is het.
Hoe je het goed doet – en waar het misgaat
Je kunt niet zomaar een nieuwe verwarmingselement vervangen en denken dat het klaar is. Dat is niet zo eenvoudig.
Om echt iets te bereiken op het gebied van de koolstofvoetafdruk, moet je de golflengte van de IR-straling afstemmen op het specifieke absorptiespectrum van de schijf of de stoffen die je probeert te drogen. Anders verbrand je gewoon elektriciteit voor niets.
Wij gebruiken meestal hoogwaardige kwartslampen. Waarom? Omdat ze snel kunnen worden opgewarmd en afgekoeld. Je hoeft geen verwarmingsapparaten te gebruiken die continu op volle kracht draaien, terwijl je wacht op de volgende batch.
Maar hier is het probleem: hoge-intensiteit IR-straling kan erg heet worden – vooral aan de uiteinden van de lampen. Als je geen goede koeling hebt, kunnen de montageonderdelen beschadigen of de connectors kapotgaan. Dat is een lastig probleem.
Wat dit doet met je ‘groene’ cijfers
Als je convectieverwarming vervangt door IR-verwarming, worden de cijfers veel beter. Je gebruikt minder kilowatt-uur per eenheid. De droogstationne nemen minder ruimte in beslag. En omdat de verwarmingsapparaten maar korter hoeven te draaien, word er minder energie uit het net gehaald. Hierdoor nemen de CO2-uitstooten af.
Je kunt de schijven sneller door de productielijn krijgen, en je ‘groene’ cijfers zijn eerlijker. Het is dus een win-winsituatie.