Сокращение выбросов углерода на производстве: почему инфракрасное нагревание действительно эффективно
На производствах полупроводников сейчас очень важно достичь целей по снижению углеродных выбросов. Но если посмотреть на процесс сушки пластин, становится ясно, что огромное количество энергии тратится впустую.
Я часто вижу, как на производствах все еще используются обычные конвекционные печи или старомодные нагревательные элементы. Это неэффективно – вы тратите много денег на нагрев всей камеры и окружающего воздуха, в то время как на самом деле важна только сама пластина.
Реальная эффективность инфракрасного нагревания
Когда я прихожу на производство для проверки процесса сушки, первое, что я проверяю, — это время нагрева. Подумайте: процесс конвективного нагрева медленный. Сначала нужно нагреть воздух, а затем уже воздух нагревает пластину. Это занимает много времени. Инфракрасное излучение обходит этот промежуточный этап – оно передает энергию непосредственно на поверхность пластины через электромагнитное излучение.
Если использовать коротковолновое инфракрасное излучение, можно избежать напрасной траты энергии на обогрев стенок аппарата и окружающего воздуха. Таким образом, потребление энергии на одну пластину снижается. Все просто.
Как правильно настроить систему нагрева (и где возникают проблемы)
Нельзя просто заменить нагреватель и считать, что все в порядке. Это не так просто. Чтобы действительно снизить углеродные выбросы, необходимо соответствующим образом настроить длину волны излучения. Если инфракрасный излучатель не настроен на специфический спектр поглощения пластины, энергия тратится впустую.
Обычно мы используем лампы из кварца высокой плотности. Почему? Потому что они быстро нагреваются и быстро охлаждаются. Таким образом, нагреватели не работают на полную мощность во время ожидания между партиями продукции.
Но есть один недостаток: высокоинтенсивное инфракрасное излучение делает поверхности ламп очень горячими. Если не установить эффективные фанаты для охлаждения, это может привести к повреждению креплений или соединителей. Это серьезная проблема.
Что это дает с точки зрения «зеленых» показателей
Когда вы заменяете конвективное нагревание на инфракрасное, все становится гораздо лучше. Вы тратите меньше киловатт-часов на производство одной пластины. Устройство для сушки занимает меньше места. Кроме того, поскольку нагреватели работают в течение короткого времени, вы потребляете меньше энергии от сети, что снижает уровень выбросов CO2. Пластины обрабатываются быстрее, а показатели углеродных выбросов становятся более точными. Это действительно выгодно.