การลดการปล่อยคาร์บอนในโรงงานผลิตชิป: เหตุใดการใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดจึงได้ผลจริง
โรงงานผลิตชิปกำลังเผชิญกับแรงกดดันอย่างมากเพื่อบรรลุเป้าหมายด้านคาร์บอนเป็นศูนย์ แต่ถ้ามองไปที่กระบวนการอบแห้ง wafer จะเห็นว่ามีพลังงานจำนวนมากที่สูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์
ผมเห็นสิ่งนี้บ่อยมาก โรงงานต่างๆ ยังคงใช้เตาอบแบบคอนเวกชันหรืออุปกรณ์ให้ความร้อนแบบเก่าๆ ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพเลย คุณกำลังเสียเงินมากมายไปกับการให้ความร้อนกับห้องอบและอากาศรอบๆ ทั้งที่สิ่งที่สำคัญจริงๆ คือ wafer เอง
ข้อดีของการใช้ความร้อนแบบอินฟราเรด
เมื่อผมเข้าไปตรวจสอบกระบวนการอบแห้งในโรงงาน สิ่งแรกที่ผมมองหาคือ “ความล่าช้าในการถ่ายเทความร้อน”
ลองคิดดูสิ: การใช้ความร้อนแบบคอนเวกชันนั้นช้ามาก คุณต้องให้ความร้อนกับอากาศก่อน จากนั้นอากาศถึงจะนำความร้อนไปยัง wafer ซึ่งใช้เวลานานมาก แต่การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดนั้นไม่ต้องผ่านอากาศเลย ความร้อนจะถูกส่งไปยังพื้นผิวของ wafer โดยตรงผ่านรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
การเปลี่ยนมาใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานไปกับผนังเครื่องและอากาศรอบๆ ปริมาณพลังงานที่ใช้ต่อ wafer ก็จะลดลง ง่ายๆ แค่นั้นเอง
การตั้งค่าให้เหมาะสม (และจุดที่อาจผิดพลาดได้)
คุณไม่สามารถเปลี่ยนเพียงแค่เครื่องให้ความร้อนเท่านั้นก็พอแล้ว มันไม่ง่ายขนาดนั้น
หากคุณต้องการลดการปล่อยคาร์บอนจริงๆ คุณต้องเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสม หากเครื่องให้ความร้อนแบบอินฟราเรดไม่ได้ถูกตั้งค่าให้เข้ากับสเปกตรัมการดูดซับของ wafer หรือสิ่งที่คุณกำลังพยายามอบให้แห้ง คุณก็กำลังเสียไฟฟ้าไปโดยเปล่าประโยชน์
โดยปกติแล้วเราจะใช้หลอดไฟควอตซ์ความหนาแน่นสูง เพราะหลอดไฟเหล่านี้สามารถเพิ่มหรือลดความร้อนได้อย่างรวดเร็ว คุณจึงไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องให้ความร้อนที่ทำงานต่อเนื่องตลอดเวลา
แต่ก็มีข้อเสียอยู่ ความร้อนแบบอินฟราเรดที่มีความเข้มสูงนั้นจะทำให้อุณหภูมิสูงมาก โดยเฉพาะที่ปลายหลอดไฟ หากคุณใช้พัดลมระบายความร้อนหรืออุปกรณ์ระบายความร้อนที่ไม่ดีพอ ก็อาจทำให้ตัวเครื่องเสียหายได้ นั่นเป็นปัญหาที่คุณควรหลีกเลี่ยง
ผลลัพธ์ที่ได้จากการใช้ความร้อนแบบอินฟราเรด
เมื่อคุณเปลี่ยนมาใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดแทนการใช้ความร้อนแบบคอนเวกชัน ตัวเลขการใช้พลังงานก็จะดีขึ้นมาก
คุณจะใช้พลังงานน้อยลงต่อหน่วย พื้นที่ที่ใช้ในการอบแห้งก็จะน้อยลง และเนื่องจากเครื่องให้ความร้อนทำงานเพียงช่วงเวลาสั้นๆ คุณก็จะใช้ไฟฟ้าน้อยลง ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้
คุณจะสามารถอบแห้ง wafer ได้เร็วขึ้น และตัวเลขการปล่อยคาร์บอนของคุณก็จะแสดงผลที่แม่นยำขึ้น นั่นคือผลลัพธ์ที่ดีทั้งสองฝ่าย