Reduzindo as emissões de carbono na fabricação de semicondutores: por que o aquecimento por radiação infravermelha é a solução ideal
Sejamos honestos: a fabricação de semicondutores é um processo de equilíbrio delicado. É preciso calor intenso e precisão extrema, mas não se pode permitir que nem uma única partícula de poeira estrague todo o lote produzido.
Por muito tempo, os fornos convencionais foram a solução utilizada. Mas há um problema: esses equipamentos consomem muita energia. Eles passam metade do tempo aquecendo o ar inteiro da sala, apenas para levar a wafer à temperatura desejada. É como aquecer toda a casa só para aquecer uma fatia de pizza.
Por isso, optamos por sistemas de aquecimento por radiação infravermelha de onda curta. Em vez de aquecer o ar, a energia é direcionada diretamente para a peça a ser processada. É uma mudança simples, mas é nela que ocorrem as verdadeiras economias de carbono.
Velocidade e eficiência
As lâmpadas de radiação infravermelha utilizam radiação eletromagnética para transmitir calor. Como o calor é direcionado diretamente ao alvo, não é necessário esperar que a câmara se aqueça. Conseguimos atingir a temperatura desejada em segundos.
Isso significa maior velocidade. E isso muda completamente a situação em termos de consumo de energia. Você utiliza menos quilowatts-hora por wafer. Além disso, como não há necessidade de caixas isolantes enormes para reter o calor, os equipamentos ocupam menos espaço.
Manutenção da limpeza
Em uma fábrica de semicondutores, a contaminação é um grande problema. Para evitar a liberação de gases ou partículas durante os ciclos de aquecimento, utilizamos vidro de quartzo de alta pureza para fazer as camadas protetoras das lâmpadas.
Também utilizamos refletores para manter o feixe de calor focado. Se o calor se espalhar pelo ambiente, o sistema de ventilação terá que trabalhar mais para controlar a temperatura.
Mas atenção: é preciso controlar a potência das lâmpadas. Os arrays de radiação infravermelha de alta densidade geram muito calor em uma pequena área. Se o sistema de ventilação não for capaz de lidar com esse volume de calor, você vai enfrentar picos de temperatura constantes. Isso é algo que você definitivamente não quer.
A visão geral
Ao optar pelo aquecimento por radiação infravermelha, você reduz a dependência dos sistemas de aquecimento baseados em combustíveis fósseis. Além disso, a estrutura da fábrica fica mais simples – menos dutos e fiações complicadas.
Os maiores benefícios são observados nas etapas de cura e secagem. O tempo de ciclo é reduzido, não há desperdício de energia, e é possível alcançar os objetivos ambientais sem diminuir a velocidade de produção. É simplesmente eficaz.