Reducción de las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: Por qué estamos pasando a los sistemas de calefacción por infrarrojos
Si has estado alguna vez en una sala limpia, sabrás cómo funciona todo allí. No se puede simplemente mover las obleas y los sustratos de un lugar a otro; es necesario mantenerlos a una temperatura constante. De lo contrario, podrían producirse condensaciones o choques térmicos, lo cual es algo que nadie quiere.
Últimamente, hay un gran esfuerzo por alcanzar esos objetivos de “fábricas verdes”. La antigua forma de calentar el ambiente resulta demasiado ineficiente. Por eso estamos pasando a utilizar sistemas de calefacción por infrarrojos.
Cómo funciona la calefacción por infrarrojos
Imagina esto: los calentadores tradicionales intentan calentar todo el aire de la habitación para así calentar el producto. Es como tratar de calentar una casa abriendo el horno.
Los sistemas de calefacción por infrarrojos son diferentes. Utilizan radiación electromagnética para calentar directamente el objetivo. Utilizamos lámparas de ondas cortas porque reaccionan casi al instante. No es necesario esperar minutos para que las cosas se calienten; todo ocurre en segundos. Menos tiempo de espera significa menos energía consumida.
Mantener todo limpio y compacto
En una fábrica de semiconductores, incluso una sola partícula extraña puede arruinar todo. No podemos permitir que los calentadores suelten residuos.
Para solucionarlo, envolvemos las lámparas en envolturas de cuarzo herméticas. Así, no hay emisiones ni desorden. Al planificar la disposición de los equipos, debemos tener en cuenta su tamaño. Dado que los arrays de infrarrojos de alta densidad son muy eficientes, los propios calentadores pueden ser más pequeños. Eso nos permite tener más espacio para los dispositivos de transporte, lo cual es una ventaja.
Las limitaciones
Pero los sistemas de calefacción por infrarrojos no son perfectos. Tienen sus defectos.
Como son direccionales, son un poco selectivos. Si el carro en el que se transportan las obleas no está bien cargado, habrá zonas frías. Es necesario ajustar cuidadosamente la posición de las lámparas para que el calor llegue uniformemente a todas las partes de la oblea.
Además, estas lámparas se calientan mucho. Si no se aísla adecuadamente el chasis del carro, el aire de la sala limpia también se calentará. En ese caso, el sistema de refrigeración tendrá que trabajar más para volver a enfriar la habitación. De este modo, se pierden todos los ahorros energéticos obtenidos.
Configuración y mantenimiento
La buena noticia es que estos sistemas están diseñados para reemplazar a los antiguos calentadores resistentes. El cableado es sencillo.
Un consejo: necesitarás un controlador PID de respuesta rápida. Sin él, la temperatura podría superar los límites deseados, lo cual es un riesgo innecesario con obleas delicadas.
Además, el cuarzo es frágil. Un golpe fuerte puede romper las lámparas. Por eso, las protegemos con protectores especiales. Se pierde un poco de eficiencia, pero vale la pena para evitar que un carro descuidado dañe las lámparas.