Redukcja emisji dwutlenku węgla podczas produkcji półprzewodników dzięki grzaniu podczerwienią
Proces produkcji półprzewodników wymaga precyzyjnego kontrolowania temperatury. Potrzebna jest dokładna temperatura, ale nie możemy dopuścić do tego, by choćby jedna cząsteczka kurzu lub gazu zniszczyła płytkę krzemową.
Przez długi czas wykorzystywano piece konwekcyjne do ogrzewania. Ale bądźmy szczerzy: ogrzewanie całego pomieszczenia tylko po to, by podgrzać małą ilość krzemu, to ogromna strata energii. To tak, jakby grzać cały dom tylko po to, by podgrzać kawałek pizzy.
Dlatego przechodzimy na lampy grzewcze podczerwieni. Zamiast ogrzewać powietrze, kierujemy ciepło bezpośrednio na substrat. To efektywniejsze i szybsze, a także zapobiega wzrostowi emisji dwutlenku węgla w pomieszczeniu o wysokiej czystości.
Dlaczego to działa?
Systemy podczerwieni wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne. Prościej mówiąc, unikamy pośredników – nie potrzebujemy powietrza do rozprzestrzeniania ciepła, więc płytki krzemowe nagrzewają się niemal natychmiast. Ponadto urządzenia zajmują znacznie mniej miejsca na podłodze.
Gdy przestajemy tracić energię na ogrzewanie otaczającego powietrza i skupiamy się tylko na celu, oszczędzamy mnóstwo energii. To właśnie tu polega prawdziwa korzyść dla środowiska.
Szczegóły dotyczące pomieszczeń o wysokiej czystości
W pomieszczeniach o wysokiej czystości głównym problemem jest „emisja gazów”. Jeśli urządzenia wytwarzają cząsteczki, wszystko idzie na marne. Aby temu zapobiec, używamy osłon z kwarcu o wysokiej czystości. One chronią płytki krzemowe przed zanieczyszczeniami, nawet w warunkach wysokiego próżni.
Zwykle używamy światła o krótkiej długości fali – jest ono lepiej w stanie przeniknąć do krzemu i materiałów używanych do produkcji półprzewodników.
Ale nie można po prostu zwiększyć mocy grzewczej do maksimum. Jeśli zrobimy to za szybko, płytki krzemowe mogą ulec uszkodzeniu. Używamy kontrolerów PID, aby utrzymać stabilną temperaturę, balansując szybkość nagrzewania z możliwościami materiału.
Wady tego rozwiązania
Podczerwień nie jest magicznym rozwiązaniem. Istnieje tu kompromis. Lampy te stają się niezwykle gorące z tyłu obudowy. Jeśli nie dostosujemy dobrze układów chłodzenia, będziemy musieli zmagać się z samym systemem HVAC. To przegrana sprawa.
A jeśli chłodzenie nie będzie skuteczne? Lampy szybko się wypalą. Dobra wentylacja to nie coś „miłego do posiadania” – to jedyny sposób, by uniknąć uszkodzeń systemu.