Reduzindo as emissões de carbono nas fábricas de semicondutores: por que as lâmpadas infravermelhas UHP realmente funcionam
Se você deseja levar uma fábrica de semicondutores à neutralidade carbônica, é preciso pensar no problema do calor. Ele é o maior consumidor de energia na fábrica. A maioria de nós está acostumada com aquecedores resistentes, mas eles são, na verdade, como aquecedores comuns para uma caixa metálica gigante – eles desperdiçam muita energia apenas para aquecer o ar ao redor.
É aí que entram em jogo as lâmpadas infravermelhas UHP. Em vez de aquecer tudo ao redor, essas lâmpadas direcionam o calor exatamente para onde é necessário: as pastilhas ou os tubos de quartzo.
O segredo está na física.
Essas lâmpadas utilizam radiação infravermelha de onda curta. Pense nisso como o sol batendo em sua pele em um dia frio: você sente o calor imediatamente, mesmo que o ar ao seu redor esteja gelado. Usamos essas lâmpadas para processos de difusão e oxidação a altas temperaturas, pois elas transfere energia diretamente para o substrato.
Isso é eficiente. Você usa menos kilowatts por pastilha, o que significa que sua pegada de carbono diminui.
Mas não basta simplesmente instalar essas lâmpadas e pronto.
Neste setor, até mesmo uma pequena contaminação pode estragar todo o processo de produção. Por isso, usamos invólucros de quartzo sintético. Eles são extremamente puros, então não há risco de íons metálicos causarem problemas. Além disso, os filamentos dessas lâmpadas são projetados para manter uma potência constante ao longo do tempo. Ninguém quer trocar as lâmpadas a cada poucas semanas.
Dica rápida: preste atenção nos suportes de montagem.
O quartzo expande-se quando fica quente. Se você fixar as lâmpadas com muita força, os tubos podem quebrar. É preciso deixar espaço suficiente para que elas possam se expandir.
Os custos envolvidos (pois sempre há desvantagens)
Passar para uma fábrica “verde” geralmente significa usar controle PID para gerenciar o calor. A vantagem é que os tempos de preparação diminuem bastante. Você gasta menos tempo parado, o que significa que consegue produzir mais produtos com menos desperdício.
Mas há um problema: essas lâmpadas têm alta densidade de energia. Não dá para simplesmente colocá-las em um chassi antigo e esperar pelo melhor. Se os sistemas de resfriamento não forem adequados para lidar com essa carga de radiação, o hardware pode se danificar. Pior ainda: se o resfriamento for insuficiente, as lâmpadas podem acabar queimando antes do previsto.
Se o resfriamento for adequado, será uma solução excelente.