Die Optimierung der Fertigungshallen: Warum Infrarotbeheizung die bessere Lösung ist
Wenn man versucht, den CO2-Fußabdruck in den Halbleiterfabriken zu verringern, muss man sich die alten Wärmetechnologien ansehen. Sie sind einfach veraltet. Der größte Vorteil ist es, auf diese unpraktischen Konvektionsöfen zu verzichten und stattdessen gezielte Infrarotbeheizung einzusetzen.
Aufhören, die Luft zu erwärmen
Traditionelle Heizmethoden sind ineffizient. Sie verwenden alle Energie darauf, die Luft im gesamten Raum zu erwärmen – nur damit das Teil heiß wird. Das ist völlig überflüssig.
Infrarotbeheizung funktioniert anders: Die Energie wird mittels elektromagnetischer Strahlung direkt in das Wafer oder Substrat geleitet. Das macht einen riesigen Unterschied – die Aufwärmzeiten können von Stunden auf Sekunden reduziert werden.
Wenn wir eine „grüne“ Fabrik erstellen wollen, kommt es auf die Wellenlänge an. Kurzwelliges Infrarot dringt tief in das Material ein; mittelwelliges Infrarot eignet sich hingegen zur Oberflächenbehandlung. Wir stellen sicher, dass die Geräte genau die richtige Temperatur erreichen – ohne unnötige Energieverschwendung. Sobald der Prozess beendet ist, stoppt auch der Energieverbrauch.
Die technischen Realitäten
Die meisten Lampen für die Fertigungshallen nutzen Quarzkörper mit Halogenfäden. Dadurch wird eine hohe Leistung erzielt – doch es gibt einen Nachteil: Diese Geräte werden sehr heiß.
Wenn man einen Hochleistungsstrahler in einem engen Raum unterbringt, darf man die Kühlung nicht ignorieren. Die Lüfter und Wärmetauscher müssen daher ausreichend leistungsfähig sein – sonst verbrennen die Fäden frühzeitig.
Ein weiterer wichtiger Punkt sind die Anschlüsse. Wir verwenden präzise Anschlüsse – denn lose Verbindungen erzeugen Widerstand. Dieser Widerstand wandelt sich in Wärme um – und genau dort beginnen die Probleme meistens.
Was das für Ihre Key Performance Indicators bedeutet
Letztendlich bedeutet der Umstieg auf Infrarotbeheizung einfach weniger Energieverbrauch pro Wafer. Zudem nehmen die Geräte weniger Platz ein. Das bedeutet, dass weniger Raum für kontrollierte Umgebungsbedingungen benötigt wird – was wiederum zu erheblichen Einsparungen führt.
Wenn man die alten Widerstandsheizer durch Infrarotheizer ersetzt, kann der Energieverbrauch um 30 % bis 50 % reduziert werden – je nach Prozess. Es handelt sich dabei um eine einfache Möglichkeit, auf Kohlenstoffneutralität zuzusteuern, ohne die Produktionsgeschwindigkeit zu verringern.