Reduzindo as emissões de carbono na fabricação de semicondutores: Por que estamos migrando para lâmpadas infravermelhas
Sejamos honestos: a fabricação de semicondutores é um verdadeiro pesadelo quando se trata de controle térmico. É preciso ter precisão absoluta, mas isso geralmente significa desperdiçar muita energia. Por muito tempo, aceitamos que os fornos convencionais e os aquecedores resistentes eram as soluções adequadas. Mas eles são ineficientes, lentos e consomem muita energia.
É por isso que estamos passando a usar lâmpadas infravermelhas em salas limpas. Não se trata apenas de economizar alguns segundos no processo de aquecimento – trata-se também de evitar o desperdício de energia, o que contribui para reduzir a pegada de carbono da fábrica.
Como funciona na prática
Pense em um sistema de ar forçado: ele precisa aquecer todo o ar presente na sala para que o componente seja aquecido. Isso é ineficiente. As lâmpadas infravermelhas funcionam de maneira diferente: elas utilizam ondas eletromagnéticas para aquecer diretamente o wafer ou substrato. Assim, não há necessidade de aquecer o ar; você está aquecendo o material em si. Isso permite que a temperatura seja alcançada mais rapidamente, sem que haja desperdício de energia enquanto a máquina está parada.
Detalhes sobre o hardware
Dependendo do que você está trabalhando, normalmente utilizamos emissores de ondas curtas ou médias. O objetivo é obter alta densidade de potência. Queremos que muita energia seja concentrada em uma área pequena, o que nos permite diminuir o tamanho do próprio equipamento de aquecimento.
Mas atenção: veja bem a fonte de alimentação. Essas lâmpadas consomem muita corrente. Se cada lâmpada consumir 2 kW ou mais, certifique-se de que sua instalação elétrica e os disjuntores possam suportar esse consumo. Ninguém gosta de interrupções durante o processo de produção. Além disso, não exagere no uso dessas lâmpadas – use controladores precisos para regular a potência, caso contrário, os filamentos vão se deteriorar rapidamente.
Tornando a fábrica “verde” uma realidade
Quando se utilizam lâmpadas infravermelhas, o sistema de ventilação e refrigeração pode finalmente funcionar melhor. Como não há mais desperdício de calor na sala limpa, os resfriadores não precisam se esforçar tanto para manter tudo frio. É uma situação vantajosa para todos.
Essas lâmpadas podem ser instaladas no lugar dos antigos equipamentos de aquecimento ineficientes. Você notará que a quantidade de energia consumida por wafer diminuirá.
A única dificuldade é a posição das lâmpadas. Se o substrato não estiver perfeitamente alinhado abaixo da lâmpada, haverá pontos quentes. Isso é um problema, mas podemos resolver isso com refletores ajustáveis. Eles garantem que a temperatura seja uniforme em toda a área de aquecimento.