کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا استفاده از سیستم گرمایش مداخلهای با امواج مادون قرمز مؤثر است؟
باید صادق باشیم؛ فشار برای رسیدن به اهداف کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی در حال افزایش است. مدتها بود که از اجاقهای معمولی برای گرم کردن فرآیندها استفاده میکردیم، اما این روشها از نظر مصرف انرژی بسیار غیرکارآمد هستند. آنها برای رساندن دمای ویفر به میزان مورد نیاز، کل محفظه را گرم میکنند؛ این کار منجر به هدررفت انرژی زیادی میشود.
به همین دلیل، ما به سمت استفاده از سیستم گرمایش مداخلهای با امواج مادون قرمز روی آوردهایم. در این روش، به جای گرم کردن هوای اطراف ویفر، لامپهای مادون قرمز مستقیماً روی سطح ویفر تأثیر میگذارند. این روش کارآمدتر و منطقیتر است.
رساندن گرما دقیقاً به جایی که لازم است
نکته جالب اینجاست که با استفاده از سنسورها و لامپهای مناسب، میتوانیم میزان گرمای تولید شده را تا سطح میلیمتری کنترل کنیم. از لامپهای مادون قرمز با امواج کوتاه استفاده میکنیم؛ زیرا این لامپها انرژی را بسیار سریعتر نسبت به روشهای قدیمی منتقل میکنند.
به این ترتیب، میتوانیم دمای مورد نیاز را در مدت زمان بسیار کوتاهی به دست آوریم؛ این امر منجر به کاهش مصرف انرژی میشود.
همچنین، باید مراقب باشیم که سیستم از حد مجاز فراتر نرود. هیچ چیز بدتر از این نیست که انرژی زیادی مصرف شود و در نهایت مجبور شویم میزان انرژی مصرفی را کاهش دهیم. وقتی که دما دقیقاً به میزان مورد نیاز برسد، دیگر نیازی به هدررفت انرژی نیست؛ در نتیجه، انتشار کربن کاهش یافته و هزینههای مربوط به مصرف انرژی نیز کمتر میشود.
جزئیات مربوط به سختافزار
البته، نمیتوانیم این لامپها را به سادگی در سیستم قرار دهیم و انتظار بهترین نتیجه را داشته باشیم. برای این کار، نیاز به استفاده از سنسورها و لامپهای با کیفیت بالا داریم؛ تا تابش انرژی دقیقاً روی ویفر تأثیر بگذارد.
اما یک مشکل وجود دارد: لامپهای مادون قرمز با چگالی بالا، گرمای زیادی تولید میکنند. اگر سیستم خنککننده مناسبی نداشته باشیم، سنسورها دچار اختلال خواهند شد و اوضاع پیچیده خواهد شد. برای حفظ ثبات دما، نیاز به استفاده از کنترلکنندههای PID داریم.
روش بهتری برای اداره یک کارخانه سبز
بهترین نکته این است که دیگر نیازی نیست به آن عناصر گرمایشی بزرگی تکیه کنیم که ساعتها طول میکشد تا گرم شوند.
با استفاده از لامپهای مادون قرمز، میتوانیم سیستم را بلافاصله روشن کنیم؛ همچنین میتوانیم سیستم را در عرض چند ثانیه دوباره به حالت عادی برگردانیم. دیگر نیازی نیست انرژی را هدر دهیم.
اگر در حال طراحی یک خط تولید جدید هستید، این روش بهترین راه برای کاهش انتشار کربن، بدون کاهش سرعت تولید، خواهد بود. این روش واقعاً مؤثر است.