Het verminderen van koolstofemissies bij halfgeleiderfabricage: het gaat om waar de warmte naartoe gaat
In semiconducturfabrieken is precisie van essentieel belang. Maar al lang gebruiken we ouderwetse weerstandsheaters die eigenlijk net zoals grote ruimtethermieten werken: ze verwarmen de chip, maar ze verspillen ook veel energie door de hele machine op te warmen.
We maken steeds meer gebruik van infraroodverwarming. De reden hiervoor is eenvoudig: zo kan de gewenste temperatuur sneller worden bereikt, en hoeft er geen energie meer te worden verbruikt om de lucht rondom de chip op te warmen.
Waarom de behuizing belangrijk is
Je kunt de beste verwarmlamp ter wereld hebben, maar die is nutteloos zonder een goede behuizing. We gebruiken hoogwaardige roestvrijstalen behuizingen, omdat deze bestand zijn tegen constante uitzettingen en samentrekkingen als gevolg van thermische cycli.
Maar het gaat niet alleen om duurzaamheid. De behuizing fungeert ook als spiegel: we berekenen zorgvuldig de parabolische vorm van het stalen blad, zodat de infraroodstraling rechtstreeks op de chip terechtkomt.
Als de warmte op deze manier wordt gericht, komt deze niet terecht in de schone ruimte. En dat is precies waar het verschil zit: als de ruimte koeler blijft, hoeft de HVAC-installatie minder energie te gebruiken om de temperatuur weer omlaag te brengen. Hierdoor neemt de koolstofvoetafdruk drastisch af.
Stop met het verspillen van energie
Infraroodverwarming werkt anders: het gaat om stralingswarmte. In plaats van de lucht op te warmen in de hoop dat de warmte uiteindelijk de chip bereikt, gaat de infraroodstraling rechtstreeks naar de chip.
We ontwerpen deze systemen zo dat er geen tijd verloren gaat aan het opwarmen van de chip. Hoe minder tijd een apparaat nodig heeft om op temperatuur te komen, des te minder kilowattuur wordt verbruikt per chip.
Het nadeel: het beheersen van de warmte
Er is echter wel een nadeel: hoge-dichtheidsinfraroodarrays genereren veel warmte op één plek. Zelfs met een roestvrijstalen behuizing die het grootste deel van de energie weerkaatst, wordt de achterkant van het apparaat nog steeds overbelast. Je kunt deze apparaten niet zomaar in een oude behuizing plaatsen en hopen op het beste resultaat. Je moet ervoor zorgen dat de koelsystemen goed kunnen omgaan met deze hoge warmtestromen.
Precisie is hier cruciaal. Als de behuizing niet met grote nauwkeurigheid wordt vervaardigd, ontstaan er warmtepunten. En warmtepunten leiden tot oneffen verwarming, waardoor er vaak chips beschadigd raken.
Daarom hechten we veel waarde aan de kwaliteit van de lasnaden en het oppervlak van de behuizing. Hierdoor blijft de weerkaatsing consistent, zodat je zeker weet of je producten goed zullen werken.