Як скоротити викиди вуглецю на заводі з виробництва напівпровідників: чому саме інфрачервоне нагрівання є ефективним рішенням
Якщо ви прагнете до досягнення карбонної нейтральності на заводі з виробництва напівпровідників, ви швидко усвідомлюєте, що достатньо лише купувати „зелені“ енергетичні кредити. Потрібно також звернути увагу на теплові навантаження.
Уявіть собі традиційне резистивне нагрівання чи великі конвекційні печі. Вони є справжніми „жертвами“ енергії – вони витрачають половину свого часу на нагрів повітря та стінок камери, перш ніж пластина взагалі відчує зміну температури. Це марна трата енергії.
Саме тому ми вдаємося до використання систем інфрачервоних ламп. Ми припиняємо нагрівати整个 приміщення та починаємо нагрівати саму пластину.
Нагрівання безпосередньо в потрібному місці
Інфрачервоне випромінювання – це енергія, яка поширюється у вигляді фотонів. Замість того, щоб чекати, поки повітря нагріється, лампи направляють фотони прямо на поверхню пластини. Це дуже швидко.
Оскільки час нагрівання значно скорочується, пластина проводить менше часу у процесі нагрівання. Це означає менше кіловат-годин на одну партію продукції та значно менше навантаження на рахунок за електроенергію. Залежно від типу матеріалу, який ви обробляєте, ми підбираємо відповідну довжину хвилі: короткохвильове випромінювання для швидкого нагріву поверхні, а середньохвильове – для глибокого проникнення тепла в товстіші матеріали.
Реалії чистої кімнати
Не можна просто замінити лампу та все буде гаразд. На заводі з виробництва напівпровідників основним ворогом є забруднення частинками. Одна-дві частинки можуть значно знизити якість продукції. Щоб уникнути випаровування речовин під час нагрівання, ми використовуємо спеціальні покриття та кварцові оболонки.
Найкраще те, що такі інфрачервоні системи займають значно менше місця, ніж великі печі. Це дає можливість ефективніше використовувати простір у приміщенні. Якщо система розподілу електроенергії може впоратися з таким навантаженням, ці системи можна легко інтегрувати в існуюче обладнання.
Недоліки (адже ніщо не є ідеальним)
Інфрачервоне нагрівання є ефективним, але водночас має свої недоліки. Воно створює сильні теплові градієнти. Якщо лампа розташована на кілька міліметрів не на тому місці, на поверхні пластини можуть утворитися гарячі точки. Щоб цього уникнути, потрібні точні контролери та датчики для підтримки однорідної температури.
Крім того, лампи високої потужності випромінюють багато тепла ззаду. Якщо системи вентиляції та охолодження не є достатньо потужними, це може призвести до активації сигналів тривоги.
Для правильної налаштування потрібно більше уваги, але економія енергії робить це вартим зусиль.