Giảm lượng khí thải carbon trong quy trình đóng gói chip nhờ công nghệ hồng ngoại thông minh
Việc sản xuất bán dẫn là một quá trình tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Nếu nhìn vào các giai đoạn sấy khô và xử lý bộ phận cảm biến, chúng ta sẽ thấy rằng người ta vẫn sử dụng những lò sấy truyền thống để tạo nhiệt cho toàn bộ khối kim loại lớn đó. Hầu hết năng lượng này không được sử dụng để làm nóng chính bộ phận cần xử lý, mà chỉ giúp làm ấm căn phòng mà thôi.
Đó chính là lúc công nghệ hồng ngoại (IR) phát huy tác dụng. Thay vì làm nóng toàn bộ buồng sấy, công nghệ IR tập trung nhiệt lượng trực tiếp vào bề mặt bộ phận cần xử lý. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng một cách hiệu quả.
Điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác
Khi xử lý những tấm silic mỏng manh, chúng ta không thể chỉ đơn giản dùng nhiệt để làm nóng chúng. Chúng ta cần đạt đến nhiệt độ mong muốn một cách nhanh chóng để tránh tình trạng căng thẳng nhiệt, nhưng đồng thời cũng cần phải đảm bảo độ chính xác cao.
Chúng tôi sử dụng các bóng đèn hồng ngoại tia ngắn để tạo ra nhiệt độ cao. Quá trình này diễn ra rất nhanh – chỉ trong vài giây thôi. Nhưng bí quyết thực sự nằm ở các cảm biến thông minh có trong bóng đèn. Chúng giúp theo dõi nhiệt độ bề mặt theo thời gian thực, và tự động giảm công suất ngay khi nhiệt độ đạt mức mong muốn. Nhờ đó, chúng ta không lãng phí năng lượng vào việc làm nóng những bộ phận đã đủ nóng rồi.
Thiết bị cần thiết
Về mặt phần cứng, chúng tôi sử dụng vỏ bằng thạch anh và dây tóc halogen. Điều này giúp duy trì phổ ánh sáng ổn định và dễ kiểm soát.
Yếu tố “thông minh” chính là chu trình phản hồi giữa bộ phát hồng ngoại và máy đo nhiệt độ. Điều này giúp tránh tình trạng nhiệt độ vượt quá mức mong muốn, vốn thường xảy ra với các lò sấy kiểm soát bằng PID. Với thiết bị này, chúng ta không cần lo lắng về việc làm hỏng bộ phận cần xử lý do nhiệt độ quá cao.
Tác động tích cực đối với Trái Đất
Việc chuyển sang công nghệ xanh không phải là việc tìm ra một giải pháp kỳ diệu nào đó. Đó là vấn đề liên quan đến việc tính toán lượng năng lượng cần thiết để xử lý mỗi tấm silic. Các lò sấy truyền thống mất hàng giờ để làm nóng, trong khi công nghệ IR chỉ mất vài phút thôi.
Nếu tính toán lượng năng lượng tiêu thụ trên mỗi đơn vị sản phẩm, sẽ thấy sự khác biệt rất lớn. Đối với bất kỳ nhà máy nào muốn đạt được mục tiêu trung hòa khí thải, việc thay thế các lò sấy truyền thống bằng các thiết bị hồng ngoại thông minh chính là cách nhanh nhất để giảm mức tiêu thụ năng lượng mà vẫn duy trì được tốc độ sản xuất.