Ograniczenie emisji dwutlenku węgla w czystych pomieszczeniach: dlaczego promieniowanie podczerwone jest najlepszym rozwiązaniem
Większość pieców do obróbki półprzewodników nadal polega na konwekcji. W istocie chodzi o ogrzanie ogromnej ilości powietrza, aby tylko podgrzać płytkę krzemową. To powolne i marnotrawne. Szczerze mówiąc, to już przestarzałe rozwiązanie, jeśli chce się stworzyć „zielną” fabrykę.
Dlatego obserwujemy dużą tendencję do stosowania ogrzewania podczerwonego.
Sekret tkwi w sposobie przekazywania energii.
W przypadku konwekcji trzeba czekać, aż powietrze nagrzeje się. W przypadku promieniowania podczerwonego energia przenosi się za pomocą promieniowania elektromagnetycznego – dostaje się bezpośrednio do materiału, którym się pracuje. Nie trzeba marnować pieniędzy na ogrzewanie każdego centymetra kwadratowego pomieszczenia tylko po to, by przetworzyć kilka płyt krzemowych.
Używamy emiterów podczerwonego krótkich fal, aby szybko podgrzać materiał. Ponieważ proces nagrzewania jest szybki, cały cykl kończy się szybciej. Gdy maszyna pracuje krócej, aby osiągnąć zamierzone wyniki, ślad węglowy naturalnie maleje.
Ale nie można po prostu umieścić lampy w piecu.
Czyste pomieszczenia wymagają specjalnych warunków – aby utrzymać czystość i uniknąć uwalniania gazów, używamy wysokojakościowych osłon z kwarcu. Musimy też mieć kreatywne rozwiązania co do układu lamp w pomieszczeniu – umieszczenie ich w ciasnych przestrzeniach bez zakłócania przepływu powietrza to spore wyzwanie.
Ponadto istnieje problem temperatury – potrzebna jest odpowiednia temperatura, aby proces przebiegał efektywnie, ale zbyt duża ilość energii może spowodować deformację płytki krzemowej lub szok termiczny. Spędzamy dużo czasu na dostosowywaniu długości fali, aby odpowiadała materiałom, z którymi pracujemy.
Jaki jest problem? Chłodzenie.
Systemy podczerwone o dużej mocy generują dużo ciepła. To dobrze dla szybkości, ale stanowi duże obciążenie dla systemów chłodzących w fabryce. Jeśli wymienniki ciepła nie są wystarczająco skuteczne, temperatura w pomieszczeniu może wzrosnąć.
Musimy również dokładnie dostroić kontrolery PID. Jeśli nie będą działać prawidłowo, temperatura może przekroczyć zamierzony poziom, a to jest problem, którego nikt nie chce mieć.
W końcu przechodzenie na promieniowanie podczerwone polega na eliminacji opóźnień w procesie obróbki. Gdy przestaniemy polegać na powietrzu do przenoszenia ciepła, wtedy naprawdę zyskamy na efektywności.