Smettete di sprecare calore: un modo più intelligente per asciugare le wafer
Nelle fabbriche di semiconduttori, eliminare l’umidità dalle wafer senza rovinarle è davvero un compito delicato. Il problema è che molti di noi continuano a utilizzare un’enorme quantità di energia, come se fossimo ancora nel 1995. Se vogliamo davvero raggiungere gli obiettivi legati alle “fabbriche verdi”, dobbiamo smettere di utilizzare semplicemente energie eccessive, sperando nel meglio.
Ecco perché abbiamo abbandonato i sistemi manuali o analogici per passare a controllatori digitali per i dispositivi a raggi infrarossi.
Il trucco per un riscaldamento più efficace
La maggior parte delle lampade a raggi infrarossi standard funzionano semplicemente “on” o “off”. Producono calore indipendentemente dal fatto che la wafer ne abbia bisogno o meno. È uno spreco di energia.
Nei nostri controllatori digitali utilizziamo algoritmi PID per risolvere questo problema. Invece di utilizzare un metodo semplice e poco preciso, utilizziamo un sistema simile a un interruttore regolabile, che reagisce in tempo reale. In questo modo si può regolare la potenza fornita, evitando così picchi di temperatura eccessivi che causano sprechi di energia. Il risultato è una distribuzione uniforme del calore.
Il risultato? Si utilizza molta meno energia per ogni lotto prodotto. Tutto qui.
I problemi legati all’hardware
I dispositivi a raggi infrarossi ad alta potenza rappresentano un grosso carico per i sistemi elettrici. I nostri controllatori sono progettati per gestire cambi di stato rapidi, senza causare problemi ai condensatori o al sistema stesso.
La velocità è fondamentale: se il controllore tarda anche solo per un secondo, si rischia di surriscaldare la wafer o di far funzionare le lampade più a lungo del necessario. Nessuna delle due soluzioni è ideale.
Di solito combiniamo questi controllatori con lampade a raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda, poiché queste riescono a penetrare più velocemente nella superficie della wafer. Tuttavia c’è un problema: le lampade a breve lunghezza d’onda producono calore elevato sulla superficie. Bisogna trovare il giusto equilibrio tra intensità del calore e velocità di movimento del nastro trasportatore.
Se aumentiamo l’intensità del calore per velocizzare il processo, i ventilatori di raffreddamento devono lavorare sodo per evitare che il dispositivo si surriscaldi. È un compromesso: si risparmia tempo, ma si spende di più in costi di raffreddamento.
Riducendo l’impronta carbonica
In definitiva, ridurre l’impronta carbonica in una fabbrica di semiconduttori dipende soprattutto dal consumo energetico. I controllori digitali ci permettono di utilizzare meno energia, grazie alla funzione di “modalità di riposo”. Quando non c’è lavoro da svolgere, il sistema non continua a funzionare a piena potenza, ma riduce l’intensità del calore. È matematicamente semplice: meno sprechi significano meno impatto ambientale.