Réduire les émissions de carbone dans une usine de semi-conducteurs : pourquoi le chauffage par rayonnement infrarouge est efficace
Si vous cherchez à atteindre la neutralité carbone dans une usine de semi-conducteurs, vous réaliserez rapidement que ce n’est pas suffisant de simplement acheter des crédits d’énergie « verte ». Il faut s’occuper directement des problèmes liés aux charges thermiques.
Pensez au chauffage résistif traditionnel ou aux grands fours de type convection : ils représentent en fait de gros consommateurs d’énergie. Ils passent la moitié de leur temps à chauffer l’air et les murs de la chambre, sans que la puce ne ressente aucun changement de température. C’est un gaspillage.
C’est pourquoi nous optons pour des systèmes de chauffage par rayonnement infrarouge ciblé. On cesse de chauffer toute la pièce et on se concentre plutôt sur le chauffage de la pièce concernée.
Diriger la chaleur là où elle est nécessaire
Le rayonnement infrarouge repose sur l’énergie rayonnante. Au lieu d’attendre que l’air devienne chaud, les lampes envoient des photons directement vers la surface à chauffer. C’est rapide, vraiment très rapide.
Comme le temps de mise en route est réduit, la puce passe moins de temps à être chauffée. Cela signifie moins de kWh par lot, ainsi qu’une facture d’électricité beaucoup plus faible. En fonction du matériau que vous utilisez, nous choisissons la longueur d’onde appropriée : des ondes courtes si vous avez besoin d’un chauffage rapide de la surface, ou des ondes moyennes si vous souhaitez que la chaleur pénètre plus profondément dans un substrat épais.
La réalité des salles propres
Malheureusement, on ne peut pas simplement remplacer une ampoule et penser que tout est résolu. Dans une usine de semi-conducteurs, la contamination par des particules est un vrai problème. Un seul fragment de poussière suffit à faire chuter la qualité du produit fini. Pour éviter cette situation, nous utilisons des revêtements spécialisés et des enveloppes en quartz.
Le meilleur point ? Ces systèmes de chauffage par rayonnement infrarouge occupent beaucoup moins d’espace qu’un grand four. Cela permet d’économiser de l’espace dans la salle. Tant que votre système de distribution d’électricité peut gérer cette charge accrue, ces systèmes peuvent être intégrés facilement dans vos équipements existants.
Les compromis (car rien n’est parfait)
Il y a cependant un problème : le rayonnement infrarouge est puissant, mais il est aussi très exigeant. Il crée des gradients thermiques importants. Si la lampe n’est pas positionnée avec précision, des points chauds apparaîtront sur la puce. Pour éviter cela, il faut des contrôleurs PID et des capteurs fiables pour maintenir une température uniforme.
De plus, ces lampes haute puissance émettent beaucoup de chaleur à l’arrière. Si votre système de climatisation et de refroidissement n’est pas suffisamment performant pour éliminer cette chaleur, des alarmes seront déclenchées.
Il faut donc une certaine prudence pour configurer ces systèmes, mais les économies d’énergie en valent la peine.