Reducción de las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: ¿Por qué el secado con infrarrojos funciona realmente?
Si se desea lograr la neutralidad en emisiones de carbono en una fábrica de semiconductores, es necesario prestar atención al proceso de secado. Este proceso consume mucha energía. La mayoría de los hornos convencionales simplemente distribuyen aire caliente por toda la cámara, calentando todo el espacio solo para secar unas pocas obleas. Es un desperdicio.
Hemos encontrado una forma mejor: el calentamiento por infrarrojos dirigido.
Cómo funciona la física detrás de esto
En lugar de calentar el aire, utilizamos lámparas de infrarrojos de onda corta. La energía llega directamente a la superficie de las obleas. No hay intermediarios ni necesidad de calentar toda la habitación. La radiación afecta a la humedad y esta desaparece casi al instante. Como no hay que esperar a que todo el aire alcance la temperatura adecuada, se ahorra mucha energía. El tiempo de secado disminuye, y no se gasta electricidad mientras la máquina está inactiva.
Elegir las especificaciones adecuadas
No basta con reemplazar algunas bombillas y listo. Eso sería un error grave. Es necesario ajustar la potencia y la longitud de onda según el tipo de sustrato que se vaya a secar. Si la longitud de onda no coincide con la forma en que las moléculas de agua absorben energía, entonces simplemente se está calentando el marco metálico de la máquina. Eso no es eficiente; eso es como usar un calentador común.
Pasamos mucho tiempo ajustando los materiales utilizados en los emisores de calor. El objetivo es simple: hacer que la energía llegue únicamente a las obleas, y a ningún otro lugar. Además, cuanto más rápido sea el proceso de secado, menos tiempo permanecerá la lámpara encendida. Seguimos de cerca la cantidad de energía consumida por cada oblea, porque al final, ese es el único dato que demuestra que las emisiones realmente están disminuyendo.
Los problemas reales
Pero no todo es perfecto. Los infrarrojos de alta intensidad generan una gran cantidad de calor. Esto es bueno para aumentar la productividad, pero representa un problema para el sistema de refrigeración si no está preparado para ello. Si el sistema de agua fría no puede manejar tanto calor, se producirán problemas de estabilidad en el proceso.
Hay que encontrar un equilibrio. Por supuesto, se ahorra energía en el calentador, pero quizás sea necesario invertir más en ventiladores y bombas de refrigeración. Lo importante es obtener un beneficio neto. Si el consumo total de energía es menor, entonces se gana. Todo lo demás no importa.