Redução das emissões de carbono nas fábricas de semicondutores: por que estamos migrando para sistemas de aquecimento por infravermelho
Se você já passou algum tempo em uma sala limpa, sabe como é. Não se pode simplesmente mover as pastilhas e substratos de um lugar para outro; é preciso manter sua temperatura constante. Caso contrário, ocorrerá condensação ou choque térmico, o que é um pesadelo que ninguém quer enfrentar.
Ultimamente, há um grande esforço para alcançar os objetivos relacionados às “fábricas verdes”. A maneira tradicional de fazer isso – aquecendo o ar da sala – é muito ineficiente. É por isso que estamos migrando para sistemas de aquecimento por infravermelho.
Como funciona o aquecimento por infravermelho
Pense assim: os aquecedores tradicionais tentam aquecer todo o ar da sala para que o produto fique quente. É como tentar aquecer uma casa abrindo o forno.
Já o infravermelho é diferente. Ele utiliza radiação eletromagnética para aquecer diretamente o alvo. Usamos lâmpadas de infravermelho de onda curta, pois elas reagem quase instantaneamente. Não é preciso esperar minutos para que as coisas esquentem; tudo acontece em segundos. Menos espera significa menos consumo de energia.
Mantendo a limpeza e a compactação
Em uma fábrica de semicondutores, até mesmo uma única partícula estranha pode estragar tudo. Não podemos permitir que os aquecedores liberem resíduos.
Para resolver isso, envolvemos as lâmpadas em invólucros de quartzo selados. Assim, não há liberação de gases nem bagunça. Outro ponto importante ao planejar a disposição dos equipamentos é o espaço ocupado por eles. Como os arrays de infravermelho de alta densidade são muito eficientes, os próprios aquecedores podem ser menores. Isso permite mais espaço para os dispositivos de transporte, o que é sempre vantajoso.
Os trade-offs
Claro, o infravermelho não é mágico. Ele tem suas desvantagens.
Como o infravermelho é direcional, ele pode ser um pouco “seletivo”. Se o carrinho onde estão as pastilhas não estiver bem equilibrado, haverá áreas frias. É preciso ajustar a posição das lâmpadas para garantir que o calor atinja uniformemente toda a superfície das pastilhas.
Além disso, essas lâmpadas ficam muito quentes. Se o chassi do carrinho não for bem isolado, o ar da sala limpa também vai esquentar. Nesse caso, o sistema de ventilação terá que trabalhar mais para esfriar a sala novamente, anulando assim todas as economias de energia.
Configuração e manutenção
A boa notícia é que esses sistemas foram projetados para substituir os antigos aquecedores resistentivos. A instalação é bastante simples.
Só um aviso: você precisará de um controlador PID de resposta rápida. Sem ele, a temperatura pode ultrapassar o valor desejado, o que é um risco inaceitável com pastilhas sensíveis.
Além disso, o quartzo é frágil. Um pequeno impacto pode quebrar o tubo. Por isso, colocamos proteções ao redor das lâmpadas para evitar isso. Há uma pequena perda de eficiência, mas vale a pena para garantir que um carrinho mal manuseado não estrague as lâmpadas.