Reducir las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: Por qué las lámparas de infrarrojos de fibra de carbono realmente funcionan
Si has estado en alguna fábrica de semiconductores, sabrás lo difícil que es controlar la temperatura. Es una lucha constante. Durante mucho tiempo, hemos dependido de calentadores resistentivos o hornos a gas, pero esos dispositivos consumen una gran cantidad de energía.
Por eso, hemos pasado a utilizar lámparas de infrarrojos de fibra de carbono. En lugar de intentar calentar el aire circundante al componente a tratar —lo cual es una pérdida de tiempo y energía—, estas lámparas envían calor directamente al objetivo mediante radiación. Es una forma mucho más eficiente de operar una fábrica.
El secreto está en el filamento
La mayoría de las lámparas utilizan bobinas metálicas. Las nuestras, en cambio, tienen un núcleo de carbono revestido con una capa especial de cerámica o cuarzo. Gracias a este diseño, pueden alcanzar altas temperaturas sin consumir una gran cantidad de energía.
Nos centramos en emisiones de onda corta y media. En términos sencillos, la energía llega directamente al wafer o sustrato. No se desperdicia energía calentando el chasis de la máquina o el aire de la sala. La energía va justo donde necesita estar.
Qué beneficios esto supone para las métricas de producción
Lo mejor es el tiempo de calentamiento: pasamos de “apagado” a “listo” en segundos, no en horas.
Cuando se calcula la cantidad de kWh por wafer, se observa una reducción significativa. En una fábrica de gran volumen, eso significa una gran disminución en la carga total sobre la red eléctrica.
Además, estos sistemas están diseñados para ciclos rápidos. Se puede aumentar o disminuir la temperatura casi instantáneamente. Esa precisión evita que se exceda la temperatura deseada, lo cual suele causar desperdicio de energía y daños en los wafer.
La realidad
No es tan sencillo como simplemente reemplazar una bombilla y listo. La fibra de carbono es bastante delicada. Si el chasis vibra demasiado o los soportes de montaje no están bien ajustados, el filamento se romperá. Además, como estas lámparas generan mucho calor en un espacio pequeño, hay que asegurarse de que el sistema de refrigeración funcione correctamente. De lo contrario, se crearán zonas calientes en la sala limpia.
Por lo general, estas lámparas se utilizan como sustitutos de aquellos sistemas de enfriamiento anticuados. Es una forma de ayudar a las fábricas a alcanzar sus objetivos de cero emisiones, sin necesidad de desmontar toda la línea de producción y comenzar de nuevo.