Kohlenstoffeinsparung in der Produktionsstätte: Warum wir auf Infrarotheizung umsteigen
Wenn Sie schon einmal in einem Reinraum gearbeitet haben, kennen Sie das Problem. Man kann die Wafern und Substrate nicht einfach herumtragen – sie müssen bei einer konstanten Temperatur gehalten werden. Andernfalls kommt es zu Kondensation oder thermischem Schock – und das ist ein Albtraum, den niemand haben will.
In letzter Zeit gibt es einen großen Druck, die Ziele einer „grünen Fabrik“ zu erreichen. Die alte Methode – einfach die Luft zu erhitzen – ist viel zu ressourcenintensiv. Deshalb wechseln wir nun auf Infrarot-Heizsysteme.
Wie die Wärme tatsächlich funktioniert
Stellen Sie sich das so vor: Herkömmliche Heizungen versuchen, die gesamte Raumluft zu erwärmen, damit das Produkt warm wird. Das ist wie versuchen, ein Haus zu heizen, indem man den Ofen öffnet.
Infrarot-Heizungen funktionieren anders. Sie nutzen elektromagnetische Strahlung, um das Ziel direkt zu erwärmen. Wir verwenden Kurzwellen-Infrarotlampen – sie reagieren nämlich fast sofort. Man muss nicht Minuten lang warten, bis alles warm wird; es dauert nur Sekunden. Weniger Wartezeit bedeutet weniger Energieverbrauch.
Sauberkeit und Kompaktität
In einer Halbleiterfabrik kann bereits eine einzige Staubpartikel alles ruinieren. Wir dürfen keine Heizgeräte haben, die Abfälle freisetzen.
Um dieses Problem zu lösen, umhüllen wir die Lampen mit geschlossenen Quarzkapseln. Es gibt keine Ausgasungen und kein Chaos. Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Planung ist die Größe der Heizgeräte. Da hochdichte Infrarotanlagen sehr effizient sind, können die Heizgeräte selbst kleiner sein. Dadurch bleibt mehr Platz für die Transportbehälter – was immer ein Vorteil ist.
Die Vor- und Nachteile
Infrarot-Heizungen sind zwar nicht wie Zauberstäbe, aber sie haben ihre Besonderheiten.
Da Infrarotstrahlung gerichtet ist, kann es zu Unebenheiten kommen. Wenn der Transportwagen nicht gleichmäßig belastet ist, entstehen kühle Stellen. Man muss also etwas Zeit investieren, um die Positionen der Lampen so einzustellen, dass die Wärme gleichmäßig auf alle Bereiche des Waferträgers trifft.
Außerdem werden diese Lampen sehr heiß. Wenn der Transportwagen nicht richtig isoliert ist, kann die Luft im Reinraum erhitzt werden. Dann muss das Lüftungssystem härter arbeiten, um den Raum wieder abzukühlen – und damit gehen alle Energiesparvorteile verloren.
Einrichtung und Betrieb
Gute Nachricht: Diese Heizgeräte können problemlos als Ersatz für die alten Widerstandsheizungen verwendet werden. Die Verkabelung ist einfach.
Achtung: Man braucht einen schnell reagierenden PID-Regler. Ohne ihn kann die Temperatur zu stark ansteigen – das ist ein Risiko, das man bei empfindlichen Wafern unbedingt vermeiden sollte.
Außerdem ist Quarz spröde. Ein kleiner Stoß kann dazu führen, dass die Lampe zerbricht. Wir verwenden daher Schutzelemente, um das zu verhindern. Dadurch geht zwar etwas an Effizienz verloren, aber das lohnt sich, um sicherzustellen, dass ein ungeschickter Transportwagen die Lampe nicht beschädigt.