Riduzione delle emissioni di carbonio nelle fabbriche di semiconduttori: il passaggio all’uso del riscaldamento a onde infrarosse
Siamo onesti: le fabbriche di semiconduttori consumano una quantità enorme di energia. La maggior parte degli impianti presenti nelle stanze pulite utilizza ancora sistemi di riscaldamento a resistenza o cicli termici inefficaci, che sprechano energia inutilmente. È uno spreco. Ecco perché sempre più aziende optano per sistemi di riscaldamento a onde infrarosse a breve lunghezza d’onda. È un modo molto più efficiente per riscaldare gli ambienti in cui avvengono le operazioni di produzione.
Perché funziona davvero
I tradizionali sistemi di riscaldamento cercano semplicemente di riscaldare l’aria per far riscaldare il wafer. Questo rappresenta uno spreco enorme di energia. Le lampade a onde infrarosse funzionano in modo diverso: utilizzano la radiazione, quindi i fotoni colpiscono direttamente il wafer. Non si spreca energia per riscaldare l’intera stanza. Quando si utilizzano array a onde infrarosse ad alta densità, il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata diminuisce notevolmente. Inoltre, poiché i cicli di riscaldamento sono più brevi, si consuma molta meno energia per ogni wafer.
Come scegliere le caratteristiche giuste
Se si vuole aggiornare un impianto esistente, non basta semplicemente collegare i componenti nuovi. Bisogna considerare anche la densità di potenza. Di solito si utilizzano lampade a quarzo ad alta potenza e riflettori mirati per concentrare il calore nel punto giusto. Tuttavia, è importante che la lunghezza d’onda delle lampade corrisponda al materiale del wafer. Altrimenti, l’energia viene semplicemente riflessa dal substrato, e tutto torna come prima. Per ottenere i migliori risultati, si utilizzano riflettori rivestiti d’oro. Sembra una soluzione complessa, ma in realtà è molto pratica: permette di utilizzare lampade a potenza inferiore, mantenendo comunque la temperatura superficiale precisa. Lo stesso risultato, con un consumo energetico ridotto.
Gli svantaggi
I sistemi di riscaldamento a onde infrarosse non sono una soluzione magica. Le lampade ad alta intensità generano una grande quantità di calore. Se si installano in un impianto progettato per sistemi di riscaldamento tradizionali, si rischia di danneggiare il dispositivo o i sensori. È necessario assicurarsi che i sistemi di raffreddamento siano in grado di gestire tale quantità di calore. Consiglio sempre di abbinare tali sistemi a controller PID e pirometri ad alta velocità di risposta. In questo modo si evita che la temperatura superi i limiti desiderati, riducendo così il consumo energetico. I componenti hardware si integrano facilmente, ma è necessario modificare la logica di controllo per far sì che il sistema reagisca rapidamente alle variazioni della temperatura.