تقليل انبعاثات الكربون في صناعة الشرائح باستخدام التسخين بالأشعة تحت الحمراء
إذا كنت قد قضيت وقتًا في غرفة نظيفة، فأنت تعرف المشاكل التي تواجهها. أنت بحاجة إلى حرارة، لكن يجب أن تكون دقيقة للغاية، وآخر شيء تريده هو تصاعد الغبار. لذلك نستخدم مصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء.
بدلاً من استخدام الهواء الساخن، والذي يُعتبر وسيلة رائعة لنقل الجزيئات إلى الرقائق، فإن الأشعة تحت الحمراء تستخدم الإشعاع كوسيلة للتسخين. إنها طريقة مباشرة لنقل الطاقة، بدون رياح، وبدون أي تلوث للسيليكون.
الفيزياء وراء ذلك (بدون التفاصيل المعقدة)
فكر في فرن التسخين التقليدي؛ إنه أداة قديمة جدًا، ويستهلك الكثير من الطاقة فقط لتسخين الهواء في الغرفة بأكملها.
أما الأشعة تحت الحمراء، فهي مختلفة؛ فهي تستهدف الرقاقة نفسها. باستخدام أشعة تحت حمراء ذات موجات قصيرة أو متوسطة، يمكننا رفع درجة حرارة الرقاقة في ثوانٍ بدلاً من دقائق.
إنه سريع جدًا.
وهذا يؤثر على فاتورة الطاقة الخاصة بك. عند تصميم مصنع “أخضر”， يجب التخلص من مشكلة “القصور الحراري”، أي الوقت الذي يستغرقه المعدات للتسخين، مما يؤدي إلى استهلاك الكثير من الطاقة.
التحديات: الدمج
لا يمكننا ببساطة وضع مصباح في صندوق؛ يجب أن تكون هذه المصابيح نظيفة للغاية. إذا كان هناك أي بقايا على أنبوب الكوارتز، فقد تنتقل إلى السيليكون أثناء عملية التسخين. هذا كابوس حقيقي. لذلك نستخدم أنابيب كوارتز عالية النقاء للحفاظ على نظافة الجهاز.
لكن هناك مشكلة: الأشعة تحت الحمراء قوية جدًا. إذا كانت الرقاقة غير مستوية بمقدار بضعة ملليمترات، فقد يحدث تسخين محلي. خطوة واحدة خاطئة قد تدمر الرقاقة. لذلك نعتمد على أجهزة تحكم دقيقة ومسافة تركيز دقيقة للغاية.
ما الفائدة الحقيقية لذلك على الكوكب؟
عند استخدام الأشعة تحت الحمراء، يقل حجم محطة التسخين بشكل كبير. المعدات أصغر حجمًا، مما يعني استخدام مساحة أقل، والأهم من ذلك، أن نظام التهوية لا يحتاج إلى بذل جهد كبير لتبريد الغرفة.
الفائدة الحقيقية تكمن في عمليات التجفيف والتعقيم. بدلاً من تشغيل فرن كبير على مدار 24 ساعة، يمكننا تشغيل مصباح الأشعة تحت الحمراء فقط عند الحاجة. تسخين حسب الطلب.
هذا هو الحل الفعال لتقليل انبعاثات الكربون. أنت لا تدفع ثمن الحرارة التي لا تستخدمها. بهذه الطريقة البسيطة.