Ajustando a distância correta: aquecimento de bolachas por infravermelho
Na fabricação de semicondutores, utilizamos lâmpadas de infravermelho de onda curta para alcançar essas temperaturas precisas. Isso é muito melhor do que usar fornos convencionais, que simplesmente desperdiçam energia. Mas, se você deseja ter uma fábrica mais “verde” e reduzir sua pegada de carbono, é necessário determinar com precisão a “distância de segurança” – ou seja, o espaço físico entre a lâmpada e a bolacha.
O problema da distância
Não se trata apenas de garantir que o tubo de quartzo não toque diretamente na bolacha. Trata-se também de como o calor se propaga. Se as lâmpadas estiverem muito próximas, isso causará problemas: pontos quentes que podem deformar a bolacha ou até mesmo destruí-la completamente. Por outro lado, se as lâmpadas estiverem muito distantes, elas apenas aquecerão as paredes do compartimento de aquecimento. Isso é um desperdício de energia e prejudica a eficiência do sistema.
Geralmente, calculamos essa distância com base na potência da lâmpada e na temperatura desejada. Como o infravermelho de onda curta aquece rapidamente, podemos manter uma área de aquecimento bem limitada.
Reduzindo o consumo de carbono
Se você quer ter uma fábrica “verde”, precisa parar de desperdiçar energia enquanto as máquinas estão paradas. É aí que as lâmpadas de infravermelho se destacam: elas funcionam quase instantaneamente. Não é preciso manter todo o sistema em alta temperatura constantemente, apenas para estar pronto para a próxima produção.
Usamos essas lâmpadas em conjunto com controladores PID de circuito fechado. Ao ajustar essa distância de segurança e controlando a potência, conseguimos manter tudo estável, sem desperdiçar energia.
Os compromissos
Aqui está o problema: lâmpadas de alta potência são ótimas para linhas de alto volume, pois aquecem rapidamente. Mas isso cria alguns problemas. Quanto maior a densidade de calor, maior será o esforço do sistema de resfriamento para evitar danos aos componentes eletrônicos.
E saiba mais: se tentar aumentar a potência das lâmpadas para compensar uma distância de segurança maior, elas não durarão tanto tempo. Você terá que substituí-las com frequência.
A solução é verificar primeiro a capacidade de resfriamento do seu sistema, antes de decidir diminuir essa distância.