توقفوا عن إهدار الطاقة: طريقة أذكى لتجفيف الرقائق
في مصانع أشباه الموصلات، إزالة الرطوبة من الرقائق دون تدميرها يتطلب دقة كبيرة في التعامل مع الأمر. لكن المشكلة هي أن الكثير منا لا يزال يستخدم كميات هائلة من الطاقة، كما لو أننا في عام 1995. إذا أردنا حقًا تحقيق أهداف “المصانع الخضراء”， فيجب علينا التوقف عن استخدام كميات كبيرة من الطاقة والاعتماد على حلول أكثر فعالية.
لهذا السبب، تخلينا عن الأجهزة التقليدية واليدوية، واستخدمنا بدلاً منها أجهزة تحكم رقمية في أجهزة التجفيف بالأشعة تحت الحمراء.
الحل لتحسين كفاءة التسخين
معظم مصابيح الأشعة تحت الحمراء التقليدية تعمل إما “على” أو “خارج”. فهي تضخ طاقة كبيرة في النظام، بغض النظر عن حاجة الرقاقة إلى هذه الطاقة أم لا. هذا أمر غير فعال.
نستخدم خوارزميات PID في أجهزة التحكم الرقمية لحل هذه المشكلة. بدلاً من استخدام أداة غير دقيقة، نستخدم جهاز تحكم يتفاعل في الوقت الفعلي، ويعدّل مستوى الطاقة المستخدمة، بحيث لا يحدث ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة. ونتيجة لذلك، نحصل على درجة حرارة مستقرة.
النتيجة؟ استخدام كمية أقل من الطاقة لكل دفعة من الرقائق. ببساطة.
المشاكل المتعلقة بالأجهزة
أجهزة الأشعة تحت الحمراء ذات القدرة العالية تشكل عبئًا كبيرًا على الأنظمة الكهربائية. لذلك، نصمم أجهزة التحكم لتتحمل التغييرات السريعة دون أن تتلف المكونات الكهربائية.
السرعة مهمة جدًا هنا. إذا تأخر جهاز التحكم لثانية واحدة، فإما أن ترتفع درجة حرارة الرقاقة أو أن تظل المصابيح تعمل لفترة أطول من اللازم. كلا الخيارين سيئان.
عادةً ما نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة مع هذه الأجهزة، لأنها تخترق الرقائق بسرعة. لكن هناك مشكلة: مصابيح قصيرة الموجة تؤثر بشكل كبير على سطح الرقاقة. لذا، يجب إيجاد التوازن المناسب بين كثافة الطاقة وسرعة حركة الرقاقات.
إذا زدنا القدرة الكهربائية لتسريع عملية التجفيف، فإن مراوح التبريد ستضطر إلى العمل بشكل مكثف لمنع الجهاز من الانهيار. إنه توازن صعب. نحصل على وقت أقل في عملية التجفيف، لكننا ندفع تكاليف تبريد أعلى.
تقليل البصمة الكربونية
في النهاية، تقليل الانبعاثات الكربونية في الغرف النظيفة يعتمد في الأساس على تقليل استهلاك الطاقة.
التحكم الرقمي يوفر لنا شيئًا لا يمكن للأجهزة التقليدية توفيره: وضع “الخمول”. عندما يكون هناك فترة توقف في العملية، فإن النظام لا يستمر في العمل بكامل طاقته، بل يقلل من استهلاك الطاقة.
إنها مسألة رياضية بسيطة: كلما قل الهدر، قلت البصمة الكربونية.