Riduzione delle emissioni di carbonio nel processo di lavorazione dei wafer grazie al riscaldamento a raggi infrarossi di alta precisione
Chi ha esperienza nella produzione di semiconduttori sa bene che la precisione termica è fondamentale. Per molto tempo si è fatto affidamento su forni resistentivi per il riscaldamento e l’annealing dei wafer, ma dobbiamo essere onesti: questi dispositivi consumano tantissima energia. Se vogliamo davvero raggiungere la neutralità carbonica, dobbiamo smettere di sprecare calore.
Ecco dove entrano in gioco le lampade a riscaldamento a raggi infrarossi.
La fisica alla base del funzionamento
Pensate a come funziona un forno tradizionale: esso riscalda l’aria, che a sua volta riscalda la camera in cui si trovano i wafer. È un metodo inefficiente. I raggi infrarossi, invece, agiscono direttamente sulla superficie dei wafer, senza dover riscaldare l’intera camera. In questo modo non solo si risparmia tempo, ma si riduce anche il consumo totale di energia per ogni lotti di produzione. È proprio qui che inizia la riduzione delle emissioni di carbonio. È semplicemente logico.
È tutto una questione di controllo
Una lampada da sola non è una soluzione magica: la sua efficacia dipende dal sistema di controllo che la gestisce. Utilizziamo sensori a raggi infrarossi di alta precisione per monitorare in tempo reale le temperature della superficie dei wafer. Questi sensori comunicano con il controllore PID, che regola l’intensità del riscaldamento in modo dinamico. Se la temperatura del wafer raggiunge il valore desiderato prima del previsto, il sistema riduce immediatamente l’intensità del riscaldamento. Niente sprechi di energia.
I vantaggi e gli svantaggi
Le lampade a raggi infrarossi ad alta intensità sono molto efficaci: permettono un rapido riscaldamento dei wafer. In questo modo si può produrre più wafer all’ora, il che rappresenta un grande vantaggio per la produttività. Tuttavia, tutto questo calore mette a dura prova la struttura della lampada stessa. È necessario che i ventilatori di raffreddamento funzionino correttamente. Se il raffreddamento non è adeguato, le lampade potrebbero bruciarsi prima del tempo, oppure i sensori potrebbero perdere precisione. È quindi necessario trovare un equilibrio.
L’impatto positivo sulla “fabbrica verde”
Abbandonando i metodi di riscaldamento tradizionali, si riduce notevolmente il consumo energetico in condizioni di inattività. È bello sapere che si riscalda soltanto il prodotto, e non tutta la stanza.
Il miglior aspetto è che, per la maggior parte delle attrezzature esistenti, si tratta di un cambio abbastanza semplice. Basta che i sistemi di alimentazione siano in grado di gestire i carichi legati alla commutazione dell’energia, così da poter utilizzare queste tecnologie senza dover modificare l’intera linea di produzione.