Reduciendo las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: ¿Por qué funciona realmente la calefacción por infrarrojos?
Seamos honestos: las fábricas de semiconductores consumen una cantidad enorme de energía. La mayoría de los equipos utilizados en estas fábricas dependen de sistemas de calefacción resistiva o térmica, que simplemente desperdician calor en el aire. Es un desperdicio. Por eso cada vez más personas optan por sistemas de lámparas de infrarrojos de onda corta (SWIR). Aquí está la explicación desde el punto de vista físico: La calefacción convencional es lenta. Intenta calentar el aire para que la oblea se caliente. Los sistemas de infrarrojos evitan este paso intermedio; envían la energía directamente al sustrato. Al calentar directamente la oblea, el sistema de climatización no necesita trabajar tanto para contrarrestar el calor ambiente. Eso significa que el consumo total de energía por oblea disminuye. Pero no basta con instalar estos sistemas sin más. Cuando planeamos estas mejoras, lo importante es la densidad de potencia. Las lámparas de cuarzo de alta potencia permiten alcanzar la temperatura deseada en segundos. Ya no hay tiempo de espera durante el cual se desperdicia electricidad mientras se espera a que la cámara se estabilice. Es rápido. Realmente rápido. Pero hay un problema: hay que asegurarse de que el sistema de enfriamiento pueda seguir el ritmo. Un array de infrarrojos de alta potencia ejerce una gran presión sobre la carcasa del equipo. Si los ventiladores o los sistemas de agua refrigerada no son lo suficientemente eficaces, podrían causar daños en los componentes o incluso hacer que todo el sistema se detenga debido al sobrecalentamiento. Y si has trabajado en algún taller, sabrás que la idea de “reemplazar los equipos sin problemas” es, en realidad, un mito. Probablemente tengas que rediseñar los paneles de control para manejar la tensión de las lámparas. Siempre recomiendo utilizar controladores PID con termopares de respuesta rápida. Si el sistema de retroalimentación es lento, la intensidad de los infrarrojos podría superar el valor objetivo y dañar las obleas. No es una buena situación. Al final, pasar a usar sistemas de infrarrojos es una de las formas más sencillas de reducir la huella de carbono de una fábrica. Se reducen los tiempos de ciclo y se elimina el desperdicio de energía en el sistema de climatización. De esta manera, la fábrica se vuelve más ecológica, y no es necesario reducir la velocidad de producción para lograrlo.