Зменшення викидів вуглецю на заводах з виробництва напівпровідників: чому саме інфрачервоне нагрівання є оптимальним рішенням
Якщо ми справді хочемо досягти цілей щодо нульових викидів вуглецю на заводах з виробництва напівпровідників, нам необхідно припинити марнувати енергію. Найбільшим причиною цього є спосіб нагріву пластин.
Більшість старих резистивних нагрівачів фактично є пристроями для нагріву всієї камери. Вони віддають тепло в корпус та навколишнє повітря, що є повною марнощами. Саме тому ми переходимо на використання інфрачервоних ламп. Замість нагріву всієї кімнати, енергія спрямовується безпосередньо на пластину. Це є швидшим, ефективнішим та більш екологічним рішенням.
Секрет полягає у фізиці.
Уявіть собі ситуацію, коли ви стоїте на сонці в холодний день. Ви відчуваєте тепло на своїй шкірі, навіть якщо повітря дуже холодне. Це є радіаційним теплом. Якщо налаштувати довжину хвилі так, щоб вона відповідала довжині хвилі кремнію чи інших матеріалів, пластина буде поглинати енергію. Таким чином ми не мусимо боротися з повітрям чи стінками камери. Це значно зменшує споживання енергії на одну пластину, що є великою перевагою для заводу з точки зору викидів вуглецю.
Але не можна просто збільшувати потужність.
При налаштуванні цих систем важливо контролювати швидкість нагрівання. Високопотужні лампи забезпечують необхідну щільність тепла для швидкого оброблення пластин. Але є один нюанс: потрібно контролювати температуру. Якщо ви вводите занадто багато енергії в одну точку, пластина може деформуватися. Це вимагає точного контролю за параметрами нагрівання за допомогою ПЛК з функцією PID-контролю.
А як щодо обладнання?
Хороша новина полягає у тому, що ці лампи можуть замінити старі нагрівачі. Ми використовуємо кварцові оболонки для захисту вольфрамових філаментів та забезпечення хімічної чистоти всього обладнання.
Але є одне застереження: лампи з високою інтенсивністю нагрівання можуть стати дуже гарячими. Якщо система охолодження не працює належним чином, лампи можуть згоріти. Справжня перевага цього рішення полягає у тому, що воно зменшує теплову масу обладнання. Оскільки потрібно нагрівати менше важких металів, обладнання швидше нагрівається та менше витрачає енергію під час бездіяльності. Це робить його більш ефективним у функціонуванні.