Ridurre le emissioni di carbonio nelle fabbriche di semiconduttori: perché le lampade a infrarossi in fibra di carbonio funzionano davvero bene
Chi ha trascorso del tempo in una fabbrica di semiconduttori conosce bene le difficoltà legate al controllo della temperatura. È una battaglia continua. Per molto tempo abbiamo utilizzato termoventilatori tradizionali o forni a gas, ma questi dispositivi consumano molta energia.
Ecco perché stiamo passando alle lampade a infrarossi in fibra di carbonio. Invece di tentare di riscaldare l’aria intorno al componente da trattare – il che rappresenta uno spreco di tempo ed energia – queste lampade trasmettono il calore direttamente sul componente stesso, attraverso radiazioni. È un modo molto più efficiente per gestire la produzione.
Il segreto sta nel filamento.
La maggior parte delle lampade utilizza bobine metalliche. Le nostre lampade invece hanno un nucleo in carbonio avvolto in un rivestimento ceramico o di quarzo. Grazie a questa struttura, riescono a raggiungere alte temperature senza consumare troppa energia.
Ci concentriamo su emissioni a onde corte e medie. In parole semplici, l’energia viene trasferita direttamente sul wafer o sul substrato. Non si spreca energia per riscaldare il telaio della macchina o l’aria nella stanza. L’energia va esattamente dove serve.
Quali sono i vantaggi pratici?
Il vantaggio principale è il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata: parliamo di secondi, non ore.
Inoltre, il consumo di energia per ogni wafer diminuisce notevolmente. In una fabbrica di grandi dimensioni, questo significa una notevole riduzione del carico totale sull’infrastruttura elettrica.
In più, questi sistemi permettono cicli di accensione e spegnimento rapidi. È possibile aumentare o ridurre la temperatura in modo istantaneo. Questa precisione evita che si superi la temperatura desiderata, il che altrimenti porterebbe allo spreco di energia e alla distruzione di interi lotti di wafer.
La realtà
Tuttavia, non è così semplice sostituire semplicemente una lampada. La fibra di carbonio è piuttosto delicata: se il telaio vibra troppo o i supporti di fissaggio non sono correttamente posizionati, il filamento potrebbe rompersi. Inoltre, poiché queste lampade generano molto calore in uno spazio ridotto, è necessario assicurarsi che il sistema di raffreddamento funzioni correttamente. Altrimenti, potrebbero formarsi zone calde pericolose all’interno della sala pulita.
Di solito, queste lampade vengono utilizzate come sostituti delle vecchie lampade termiche. È un modo per aiutare le fabbriche a raggiungere gli obiettivi legati alla riduzione delle emissioni, senza dover demolire l’intera linea di produzione e ricominciare tutto da capo.