Wie man Bio-Sensoren umweltfreundlicher macht – mit Infrarotbeheizung
Der Herstellungsprozess von Bio-Sensoren ist äußerst anspruchsvoll. Die verwendeten Materialien müssen perfekt getrocknet und bearbeitet werden – was in der Regel die Verwendung großer Konvektionsöfen erfordert. Doch ehrlich gesagt: Solche Öfen verbrauchen enorm viel Energie.
Wir haben daher angefangen, sie durch Infrarotlampsysteme zu ersetzen. Anstatt eine ganze Kammer mit Luft zu erhitzen, um nur ein paar Wafern zu erwärmen, bestrahlen die Infrarotlampen das Material direkt. Das ist wie der Unterschied zwischen dem Heizen des ganzen Hauses mit einem Ofen, nur um die Hände zu erwärmen, und dem Einsatz eines kleinen Raumheizers.
Der Energieverbrauch
Die traditionelle Beheizung ist verschwenderisch – man verbraucht viel Energie, nur um heiße Luft zu bewegen. Infrarot hingegen nutzt elektromagnetische Strahlung, um Wärme sofort zu übertragen. Im Labor bedeutet das, dass man nicht ewig auf die Erwärmung des Materials warten muss. Zudem wird keine Energie mehr verbraucht, wenn die Maschine stillsteht. Wenn man die Lampen auf das jeweilige Material abstimmt, sinkt der Energieverbrauch pro Wafer erheblich.
Präzise Kontrolle
Man kann einfach nicht einfach nur Hitze abgeben und darauf hoffen, dass alles klappt. Bei der Herstellung von Halbleitern gibt es keinen Spielraum für Fehler. Um Präzision zu gewährleisten, nutzen wir Lampen in Kombination mit schnell reagierenden Pyrometer- und PID-Reglern. Dadurch wird verhindert, dass die Temperatur zu stark ansteigt und die Qualität der Produkte beeinträchtigt wird. Ein Hinweis: Wenn man die Maschinen auf Höchstleistung stellt, muss man sicherstellen, dass die Entlüftungssysteme mitkommen. Andernfalls kann das Substrat beschädigt werden – und das ist wirklich kein Problem, das man haben möchte.
Energieeinsparung
Wenn man Carbonneutralität erreichen will, muss man diese „Energiefresser“ ausschalten – also die Geräte, die einfach nur durch ihr Anschließen Energie verbrauchen. Der Vorteil von Infrarot ist, dass die Beheizung quasi sofort stattfindet. Man muss keine riesigen Öfen acht Stunden am Tag laufen lassen – das macht die gesamte Anlage effizienter.
Gibt es Nachteile? Nun, die Anfangskosten sind etwas höher. Man muss Zeit investieren, um sicherzustellen, dass es keine kühlen Stellen gibt. Doch sobald die Anlage eingestellt ist, decken die Ersparnisse in der Regel die Kosten für die Hardware bereits im ersten Jahr. Es handelt sich dabei um eine kluge Lösung, um das „Green Factory“-Zertifikat zu erhalten, ohne die Produktionsgeschwindigkeit zu verringern.