Kohlenstoffeinsparung in der Fertigung: Warum wir auf Infrarot-Beleuchtung umsteigen
Seien wir ehrlich: Die Herstellung von Halbleitern ist im Hinblick auf Wärmeerzeugung eine echte Herausforderung. Es ist notwendig, absolute Präzision zu erreichen – doch das bedeutet meistens einen enormen Energieverbrauch. Lange Zeit haben wir einfach akzeptiert, dass herkömmliche Konvektionsöfen und Widerstandsheizungen die einzige Lösung sind. Doch diese Geräte sind unpraktisch, langsam und verbrauchen viel Energie.
Deshalb wechseln wir nun auf Infrarot-Beleuchtung für Reinraumbühnen. Es geht dabei nicht nur darum, ein paar Sekunden Zeit zu sparen – sondern auch darum, den Energieverlust zu stoppen, der dazu führt, dass die Kohlenstoffbilanz einer Fabrik so hoch ausfällt.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich ein System mit Kraftluftvorwärmung vor: Um den Raum zu erwärmen, muss die gesamte Luftmenge im Raum erhitzt werden. Das ist ineffizient. Infrarotlampen funktionieren anders: Sie nutzen elektromagnetische Wellen, um direkt auf das Wafer oder Substrat einzuschlagen. Dadurch wird nicht die Luft, sondern das Material selbst erhitzt. Dadurch kann die Temperatur viel schneller erreicht werden – und man verbraucht keine Energie mehr, um den Raum warm zu halten, während die Maschine stillsteht.
Technische Details
Je nachdem, womit man arbeitet, verwenden wir normalerweise Kurzwellen- oder Mittelwellenemitter. Das Ziel ist eine hohe Leistungsdichte – also viel Energie auf kleinem Raum. Dadurch kann die Größe der Hebebühne verringert werden.
Aber Achtung: Achten Sie auf die Stromversorgung! Diese Lampen ziehen viel Strom – wenn pro Lampe 2 kW oder mehr benötigt werden, müssen die Verkabelungen und Sicherungskästen in der Lage sein, diese Belastung zu bewältigen. Niemand möchte, dass während des Betriebs die Stromversorgung ausfällt. Außerdem sollten die Lampen nicht ständig zu 100 % betrieben werden. Nutzen Sie daher präzise Steuergeräte, um die Leistung zu regulieren – sonst gehen die Filamente viel zu schnell kaputt.
Eine „grüne“ Fabrik macht Sinn
Wenn man Infrarot-Beleuchtung in den Produktionsprozess integriert, kann das Klimasystem endlich entspannt arbeiten. Da keine überschüssige Wärme entsteht, müssen die Kühlsysteme nicht mehr so hart arbeiten, um alles kühl zu halten. Das ist ein klarer Vorteil.
Diese Lampen können einfach an die Stelle der alten, ineffizienten Heizgeräte eingebaut werden. Man wird feststellen, dass der Energieverbrauch pro Wafer zurückgeht.
Der einzige Nachteil ist die richtige Positionierung der Lampen. Wenn das Substrat nicht perfekt unter der Lampe positioniert ist, entstehen heiße Stellen. Das ist lästig – aber wir lösen dieses Problem mit speziellen Reflektoren. Dadurch entsteht ein gleichmäßiges Wärmeverteilungsmuster über die gesamte Bühne.