Як скоротити викиди вуглецю на фабриках з виробництва напівпровідників: чому інфрачервоне нагрівання справді ефективне
Якщо ми серйозно хочемо досягти нульових викидів вуглецю на фабриках з виробництва напівпровідників, нам необхідно припинити ігнорувати спосіб, яким ми використовуємо тепло.
Більшість старомодних конвекційних печей та резистивних нагрівачів є просто марнотратними. Вони витрачають половину своєї енергії на нагрівання повітря та стінок камери, перш ніж ця енергія потрапить на саму пластину. Це все одно, що намагатися нагріти одну горошину, нагріваючи всю кухню. Це призводить до збільшення викидів вуглецю та марнування великої кількості енергії.
Саме тут на поміч приходять інфрачервоні лампи. Вони нагрівають саме пластину, а не все навколо.
Усе залежить від того, куди потрапляє енергія.
Інфрачервоні системи випромінюють електромагнітне випромінювання, яке перетворюється на тепло лише тоді, коли потрапляє на поверхню. Не потрібно марнувати кіловати енергії у вакуумній камері.
Крім того, можна регулювати довжину хвилі – перемикаючись між короткохвильовим та середньохвильовим випромінюванням – щоб контролювати глибину проникнення тепла. Це значно прискорює процес нагрівання. А в цій галузі швидкіші цикли означають менше енергії, яка витрачається на обробку однієї пластини. Просто так.
Аспекти обладнання
Щоб це функціонувало на екологічній фабриці, потрібна висока щільність потужності. Ми використовуємо кварцово-галогенні лампи, тому що вони реагують миттєво. Достатньо лише вмикнути перемикач – і тепло вже є. Як тільки перемикач вимкнений, тепло зникає.
Більше немає „непотрібного“ тепла, яке марнує енергію, поки пристрій стоїть без дії.
Але є одна проблема: коли стільки потужності розміщується в маленькому просторі, все стає дуже гарячим. Якщо встановлюється високоякісна інфрачервона система, не можна нехтувати системою охолодження. Якщо її не спроектувати правильно, це може пошкодити навколишню електроніку.
Який ефект це має для планети
Заміна газових печей чи застарілих електричних нагрівачів на інфрачервоні системи дозволяє значно скоротити кількість використаної енергії на одиницю продукції. Найбільший ефект спостерігається під час процесів висушування та прискорення термічної обробки.
Найкраще те, що це можна зробити без змін у всій системі. Не потрібно руйнувати всю лінію виробництва. Відсутність зайвої теплової маси дозволяє фабриці споживати менше енергії. Таким чином можна досягти поставлених цілей щодо викидів вуглецю, а продуктивність залишиться на необхідному рівні.