Reduciendo las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: Hablemos sobre el secado
Seamos honestos: las fábricas de semiconductores consumen una cantidad enorme de energía. Una gran parte de esa energía se desperdicia en el simple proceso de secado de las obleas después del procesamiento en estado líquido.
Veo muchas fábricas que siguen utilizando hornos de convección o elementos calefactores obsoletos, los cuales solo sirven para calentar el aire alrededor de la oblea, en lugar de calentarla directamente. Es un desperdicio. Si queremos construir fábricas “verdes”, cambiar a sistemas de calefacción por infrarrojos es una de las soluciones más eficaces.
¿Por qué funcionan los sistemas de infrarrojos?
Imagínense el sistema de convección: utiliza el aire como intermediario. Es lento y eficiente, además, el calor se escapa por todas partes.
Los sistemas de infrarrojos son diferentes: utilizan radiación. Los fotones impactan directamente en la superficie de la oblea. No es necesario gastar kilovatios para calentar todo el volumen de la cámara, solo para secar unas pocas obleas de silicio. Generalmente, se utilizan lámparas de onda corta y media, ya que permiten secar la oblea mucho más rápido.
Un secado más rápido significa que la máquina necesita menos tiempo para funcionar a máxima potencia. Así de simple.
La configuración real en las fábricas
Cuando pensamos en actualizar las fábricas con sistemas de infrarrojos, lo importante es la densidad de potencia. Las lámparas de cuarzo de alta potencia son ideales, ya que se encienden al instante. No es necesario mantener el sistema funcionando a alta temperatura mientras se espera el siguiente lote de obleas. Basta con activar el calor en cuanto la oblea entra en la cámara y apagarlo en cuanto sale.
Pero hay un problema: esas lámparas generan mucho calor. Si los ventiladores de refrigeración o los disipadores de calor no son suficientes, las lámparas se dañarán o los dispositivos se deformarán. Hay que encontrar el equilibrio entre la potencia necesaria y lo que el sistema de refrigeración puede manejar.
Qué impacto tiene esto en la factura de energía
Si alguna vez han revisado un informe de consumo energético, sabrán que la energía desperdiciada durante el tiempo de espera es la causa principal de los altos costos en las fábricas. Los sistemas de infrarrojos eliminan esos tiempos largos y costosos de calentamiento. Al reducir el tiempo de secado de minutos a segundos, la cantidad de energía consumida por cada oblea disminuye drásticamente.
Es la forma más rápida de alcanzar los objetivos de neutralidad carbónica, sin tener que ralentizar la línea de producción.