Reduzindo as emissões de carbono na fábrica de semicondutores: Por que o secamento por infravermelho funciona mesmo
Se você quer alcançar a neutralidade de carbono em uma fábrica de semicondutores, precisa focar no processo de secagem. Trata-se de um processo que consome muita energia. A maioria dos fornos convencionais simplesmente envia ar quente para todos os lados, aquecendo toda a câmara só para secar algumas pastilhas. É um desperdício.
Descobrimos uma maneira melhor: o aquecimento por infravermelho direcionado.
Como funciona a física por trás disso
Em vez de aquecer o ar, usamos lâmpadas de infravermelho de onda curta. A energia vai diretamente para a superfície da pastilha. Não há necessidade de intermediários, nem de aquecer todo o ambiente.
A radiação atinge a umidade presente nas pastilhas e ela simplesmente desaparece. É um processo quase instantâneo. Como não é preciso esperar que o ar atinja a temperatura adequada, economiza-se muita energia. O processo de secagem fica mais rápido, e não há consumo desnecessário de eletricidade enquanto a máquina fica parada.
Definindo as especificações corretas
Não basta simplesmente trocar as lâmpadas. Isso seria um erro grave. É preciso ajustar a potência e o comprimento de onda de acordo com o tipo de substrato utilizado. Se o comprimento de onda não corresponder à maneira como as moléculas de água absorvem energia, na verdade você estará apenas aquecendo a estrutura metálica da máquina. Isso não é eficiência; é apenas um aquecedor comum.
Gastamos muito tempo ajustando os materiais utilizados nos emissores de luz. O objetivo é simples: fazer com que a energia chegue apenas à água, e a lugar nenhum mais.
Além disso, quanto mais rápido for o ciclo de secagem, menos energia a lâmpada precisará consumir. Monitoramos a quantidade de kWh por pastilha, pois esse é o único indicador que prova que as emissões realmente estão diminuindo.
Os desafios reais
Mas nem tudo é tão simples assim. O infravermelho de alta intensidade gera uma grande quantidade de calor. Isso é ótimo para aumentar a produtividade, mas representa um grande desafio para o sistema de resfriamento, caso ele não esteja preparado para isso. Se o circuito de água fria não conseguir lidar com o calor gerado pelas lâmpadas, haverá instabilidade no processo.
É preciso encontrar um equilíbrio. Claro, você economiza energia no aquecedor, mas pode acabar gastando mais com ventiladores e bombas de refrigeração.
Nosso foco é apenas no ganho líquido. Se o consumo total de energia for menor, você venceu. Tudo o resto é irrelevante.