Snížení nákladů na energii (a emisí uhlíku) v zařízeních na zpracování polovodičů
Buďme upřímní: továrny na výrobu polovodičů jsou opravdu velké spotřebiče energie. Pokud chcete snížit svou uhlíkovou stopu, musíte se zamyslet nad tím, jak ohříváte desky polovodičů.
Dlouho jsme spoléhali na rezistivní ohřívače. Problém spočíval v tom, že se snažily ohřát celou místnost jen proto, aby se deska přehřála. To je plýtvání energií. Proto přecházíme k infračerveným ohřívačům. Místo ohřevu celé komory směřují infračervené lampy energii přímo na povrch desky. Je to rychlejší a efektivnější. Zároveň se tak vyhnete plýtvání energií na věci, které nemusí být horké.
Trik na úspěšné fungování tohoto systému
Nemůžete prostě zapnout infračervený systém a odejít. Potřebujete pevný obvod zpětné vazby – jinak vše rychle selže.
Obvykle spojujeme tyto lampy s bezkontaktními pyrometry. Tyto senzory neustále sledují emisivitu desky v reálném čase. Pokud se senzor odchýlí i o sekundu, riskujete přehřátí desky nebo vznik nehomogenní struktury desky. Je to otázka rovnováhy. Tyto systémy jsou navrženy tak, aby zvládly rychlé změny teploty, ale cílem je to udělat bez poškození vláken v lampách.
Kompromisy, které je potřeba znát
Všichni chtějí „zelenou továrnu“, ale to obvykle znamená snahu o vyšší hustotu výkonu, aby se zkrátil čas potřebný na výrobu.
Já preferuji krátkovlnné infračervené lampy. Ty pronikají do desky lépe než střednovlnné lampy, což znamená, že můžete udržet celkovou teplotu komory nižší, zatímco deska zůstane přesně tam, kde má být.
Ale je tu jeden problém. Když zvyšujete hustotu tepla, vaše zdroje napájení a chladicí systémy musí čelit většímu zatížení. Pokud se snažíte dosáhnout maximální výrobní kapacity, ujistěte se, že váš chladicí systém je dostatečně silný na to, aby zvládl teplo vznikající kolem pouzdra lampy. Jinak jen vyměňujete jeden problém za druhý.
Proč je to vlastně důležité
V konečném důsledku přechod na infračervené ohřívače snižuje spotřebu energie v režimu „idle“. Místo ohřevu celé konstrukce nástroje směřujete energii přímo tam, kam patří. Tím výrazně snižujete celkové množství kilowatthodin potřebných na jednu desku. Stačí použít kalibrovaný infračervený senzor a precizní regulátor PID, abyste neplýtvali energií. Tak máte mnohem efektivnější systém ohřevu.