کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا لامپهای مادون قرمز UHP واقعاً مؤثر هستند
اگر میخواهید کارخانههای تولید نیمههادی را به سمت بیکربنی ببرید، باید درباره مسئله گرما صحبت کنید. گرما، بزرگترین مصرفکننده انرژی در این کارخانههاست. اکثر ما به استفاده از هیترهای مقاومتی عادت داریم؛ اما این هیترها در واقع همان هیترهای معمولی هستند که فقط هوای اطراف را گرم میکنند و انرژی زیادی را هدر میدهند.
در اینجاست که لامپهای مادون قرمز UHP وارد عمل میشوند. این لامپها، به جای گرم کردن کل فضا، گرما را دقیقاً در جایی که لازم است، یعنی روی ویفرها یا لولههای کوارتز، تخصیص میدهند.
راز این لامپها در فیزیک نهفته است.
این لامپها از تابش مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنند؛ میتوانید آن را مانند نور خورشید در روزهای سرد تصور کنید؛ حتی اگر هوای اطراف سرد باشد، شما فوراً گرما را احساس میکنید. ما از این لامپها برای فرآیندهای اکسیداسیون و انتشار گرما در دماهای بالا استفاده میکنیم؛ زیرا این لامپها انرژی را مستقیماً به سطح مورد نظر منتقل میکنند.
این روش بسیار کارآمد است؛ شما کیلوواتساعت کمتری برای هر ویفر مصرف میکنید، و در نتیجه، آثار منفی کربنی کاهش مییابد.
اما نمیتوانید این لامپها را به سادگی نصب کنید و کار تمام شود.
در این صنعت، حتی یک ذره کوچک آلودگی میتواند باعث از بین رفتن کل محصولات تولید شده شود. به همین دلیل از پوششهای کوارتزی سنتتیک استفاده میکنیم؛ زیرا این پوششها بسیار خالص هستند و نیازی نیست نگران حرکت یونهای فلزی و خراب شدن محصولات باشید. علاوه بر این، فیلامنتهای این لامپها طوری طراحی شدهاند که بتوانند مقدار ثابتی انرژی تولید کنند؛ هیچ کس نمیخواهد هر چند هفته یکبار لامپها را تعویض کند.
یک نکته مهم: مراقب قطعات متصلکننده لامپها باشید.
کوارتز هنگام گرم شدن منبسط میشود؛ اگر لامپها را خیلی محکم متصل کنید، لولهها میتوانند شکسته شوند. بنابراین باید فضای کافی برای منبسط شدن کوارتز فراهم کنید.
معایب این روش:
برای رسیدن به یک کارخانه سبز، معمولاً باید از سیستم کنترل PID برای مدیریت گرما استفاده کرد. مزیت این روش این است که زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر بسیار کم میشود؛ همچنین، مصرف انرژی نیز کاهش مییابد.
اما مشکل اینجاست که این لامپها انرژی بسیار زیادی تولید میکنند؛ بنابراین نمیتوانید آنها را در چارچوبهای قدیمی نصب کنید. اگر سیستمهای خنککننده شما برای مقابله با این میزان انرژی مناسب نباشند، سختافزارهای شما خراب خواهند شد. در صورتی که سیستم خنککننده ضعیف باشد، انتهای لامپها خیلی زود خراب خواهد شد.
اگر سیستم خنککننده را درست تنظیم کنید، این روش واقعاً مفید خواهد بود.