Snížení emisí u balení polovodičů pomocí chytrého infračerveného záření
Výroba polovodičů vyžaduje velké množství energie. Je to prostě tak. Pokud se podíváte na fáze zpracování a sušení senzorů, uvidíte spoustu staromódních konvekčních pecí, které jen vytvářejí teplo v obrovských kovových krabicích. Většina této energie vůbec nedosáhne na samotný součástek – pouze zahřívá místnost.
Zde přichází na řadu infračervené záření. Místo zahřívání celé komory působí infračervené záření přímo na substrát. Je to mnohem efektivnější řešení.
Správné zahřívání
Při práci s křehkými křemíkovými destičkami nemůžete jednoduše na ně působit vysokým teplem. Musíte rychle dosáhnout požadované teploty, abyste zabránili termickému napětí, ale zároveň musíte být přesní.
K dosažení vysoké hustoty tepla používáme lampy s krátkovlnným infračerveným zářením. Je to neuvěřitelně rychlé – mluvíme o sekundách, ne minutách.
Skutečným tajemstvím jsou však chytré senzory v této sadě lamp. Ty sledují teplotu povrchu v reálném čase a okamžitě snižují výkon, jakmile je teplota dostatečná. Nemusíte tedy plýtvat energií na kus křemíku, který už je dostatečně horký.
Technické detaily
Z hlediska hardwaru používáme kvartové obaly a halogenní vlákna. To zajišťuje přesný a předvídatelný světelný spektrum.
„Chytrá“ část spočívá v efektivním zpětnovazebním mechanismu mezi emitorem infračerveného záření a pyrometrem. To řeší velký problém – nadměrné zahřívání, ke kterému obvykle dochází u pecí ovládaných metodou PID. S touto konfigurací nehrozí, že byste své součástky omylem spálili.
Je však potřeba dávat pozor na jednu věc: tyto vysoce intenzivní zdroje vyzařují hodně zářivého tepla. Pokud vaše chladicí ventilátory nejsou dostatečné, toto teplo se dostane do rámu stroje. V takovém případě začnou hodnoty senzorů kolísat a budete muset neustále kalibrovat jejich údaje.
Jak to skutečně pomáhá planetě
Být „zelený“ neznamená najít jeden „kouzelný“ prvek, který všechno vyřeší. Jde o matematiku – konkrétně o to, kolik energie spotřebujete na jeden kus křemíku.
Staré pece potřebují hodiny na zahřátí. Infračervené pece stačí minuty.
Pokud se podíváte na množství energie v kWh na jednotku, rozdíl je obrovský. Pro každou továrnu, která se snaží dosáhnout uhlíkové neutrality, je výměna těchto starých pecí za chytré infračervené pece pravděpodobně nejrychlejší způsob, jak snížit energetickou náročnost bez zpomalení výroby.