Зменшення викидів вуглецю під час упаковки напівпровідників за допомогою розумних інфрачервоних пристроїв
Виробництво напівпровідників є процесом, який потребує великої кількості енергії. Якщо подивитися на процеси висушування та обробки компонентів, можна побачити, що для цього використовуються звичайні конвекційні печі, які просто нагрівають величезну металеву коробку. Більша частина цієї енергії навіть не потрапляє на самий компонент – вона лише нагріває приміщення.
Саме тут на допомогу приходять інфрачервоні пристрої. Замість того, щоб нагрівати всю камеру, інфрачервоне випромінювання потрапляє безпосередньо на поверхню компонента. Це значно ефективніше.
Контроль температури
При роботі з делікатними кремнієвими пластинами не можна просто нагрівати їх. Необхідно швидко досягти потрібної температури, щоб уникнути теплових стресів, але при цьому потрібно бути точним.
Ми використовуємо лампи з короткохвильовим інфрачервоним випромінюванням для досягнення високої щільності тепла. Це відбувається дуже швидко – за секунди, а не хвилини.
Але справжньою „секретною зброєю“ є розумні датчики, які знаходяться в колі ламп. Вони постійно контролюють температуру поверхні та скорочують потужність зволоження в момент, коли температура досягає необхідного рівня. Таким чином не витрачається зайва енергія на вже достатньо гарячий компонент.
Технічні деталі
З технічної точки зору ми використовуємо кварцові корпуси та галогенні філаменти. Це дозволяє контролювати спектр світла.
„Розумна“ частина системи – це зворотний зв’язок між інфрачервоним випромінювачем та пірометром. Це допомагає уникнути проблем, які зазвичай виникають при використанні печей з PID-контролем. З такою системою не буде випадкового перегріву компонентів.
Однак потрібно звернути увагу на те, що ці пристрої виділяють багато тепла. Якщо вентилятори не справляються з цим, тепло поширюється по всій конструкції пристрою. Це може призвести до неточних показників датчиків, і доведеться постійно їх калібрувати.
Який ефект це має для планети
Перехід на „зелені“ технології не означає пошук одного чудодійного пристрою, який все вирішить. Йдеться про розрахунок кількості енергії, яка використовується на одну пластину.
Старі печі потребують годин на нагрівання. Інфрачервоні пристрої – хвилин.
Якщо подивитися на кількість кіловат-годин на одиницю продукції, різниця є значною. Для будь-якої фабрики, яка прагне до нульових викидів вуглецю, заміна старих печей на розумні інфрачервоні пристрої є найшвидшим способом зменшити енергоспоживання, не уповільнюючи процес виробництва.