Pare de aquecer todo o ambiente: uma maneira mais eficiente de gerenciar câmaras a vácuo
Se você está tentando reduzir sua pegada de carbono nas fábricas de semicondutores, precisa parar de depender daqueles aquecedores resistentivos e ineficientes. Eles são simplesmente inúteis.
Encontramos uma solução melhor: sistemas de aquecimento por radiação infravermelha compatíveis com ambientes a vácuo. Em vez de tentar aquecer todo o volume da câmara – o que representa um grande desperdício de energia – podemos direcionar o calor exatamente para onde é necessário: para a placa ou o substrato. Isso economiza energia e permite que a temperatura seja atingida muito mais rapidamente.
A realidade do calor em ambientes a vácuo
Nos ambientes a vácuo, a convecção não existe. Portanto, precisamos contar apenas com a radiação para aquecer os materiais. Usamos lâmpadas infravermelhas com comprimentos de onda mais curtos. Por quê? Para que a energia chegue diretamente ao alvo, sem se dispersar pelas paredes da câmara. Ao ajustar esse espectro de radiação, conseguimos concentrar o calor na superfície da placa. É uma solução simples, mas que reduz significativamente a quantidade de energia consumida por ciclo.
O hardware necessário (e onde surgem os desafios)
Geralmente, usamos lâmpadas de quartzo com alta densidade de potência para esses sistemas. Utilizamos configurações de alta tensão para transmitir mais energia através de filamentos mais finos. Isso faz com que o aquecedor ocupe menos espaço.
Mas é preciso ter cuidado. Se você tentar concentrar 2000W em um pequeno conjunto de lâmpadas para alcançar temperaturas mais rápidas, os sistemas de resfriamento precisam ser capazes de lidar com todo esse calor. Se o sistema de resfriamento falhar, as lâmpadas podem queimar ou os suportes podem se deformar. Não é uma situação agradável no trabalho.
Como implementar isso em sua fábrica
Ao adotar lâmpadas infravermelhas, eliminamos esse período longo e desperdiçador de “aquecimento” que acontece com os fornos tradicionais. Essas lâmpadas atingem a temperatura operacional em segundos. Você verá que o consumo de eletricidade por placa diminuirá imediatamente.
É bem simples conectar essas lâmpadas ao seu PLC existente. Basta garantir que a fonte de alimentação consiga suportar a corrente inicial.
Para os engenheiros que buscam alcançar objetivos relacionados à sustentabilidade, não se trata apenas de substituir um componente por outro. Trata-se de reduzir a massa térmica que precisa ser aquecida. Menos massa significa menos carbono no ar. É tão simples quanto isso.