Come controllare la temperatura nella fabbrica di semiconduttori
La produzione di semiconduttori richiede una precisione estrema, sia in termini di dimensioni che di temperatura. Anche un piccolo errore nella temperatura può causare problemi. Ecco perché abbiamo abbandonato quei vecchi sistemi di riscaldamento basati su resistenze e passato a dei controller digitali per il riscaldamento a infrarossi.
L’obiettivo principale è ridurre gli sprechi energetici. Le sale pulite richiedono molta energia per funzionare, e cerchiamo di ridurre l’impatto ambientale legato all’uso di energia.
Perché i sistemi a infrarossi digitali funzionano bene
I vecchi sistemi di riscaldamento sprecano metà dell’energia per riscaldare semplicemente l’aria circostante. I sistemi a infrarossi, invece, trasmettono l’energia direttamente sul wafer o sul substrato su cui avviene la produzione. Utilizziamo dei controller digitali per regolare la potenza di riscaldamento in modo preciso. In questo modo non c’è più rischio che la temperatura superi i limiti desiderati.
I tempi di riscaldamento sono molto brevi: si tratta di secondi, non di minuti. Quando si opera 24 ore su 24, questi risparmi energetici diventano davvero significativi. Utilizziamo dei circuiti PID per mantenere la temperatura entro i limiti di ±1°C, così da evitare costi energetici eccessivi.
Dettagli tecnici: hardware e cablaggio
Non basta semplicemente collegare il dispositivo a una presa di corrente. È necessario prendersi cura del sistema di alimentazione. Di solito utilizziamo dei controller a scarico controllato dal silicio, poiché sono in grado di gestire carichi elevati senza surriscaldarsi.
Tuttavia, è importante assicurarsi che i ventilatori di raffreddamento funzionino correttamente. I sistemi a infrarossi generano molta calore in uno spazio ridotto; se l’aria non circola correttamente, il dispositivo può surriscaldarsi o i sensori possono danneggiarsi. Si tratta di un compromesso: si ottiene una densità termica elevata, ma bisogna prestare molta attenzione al modo in cui si raffreddano i componenti elettronici.
Risultati positivi
Il vantaggio principale è che tutto asciuga più velocemente e con meno consumo energetico. Ciò significa meno emissioni di CO2 per unità prodotta, il che rappresenta un vantaggio per tutti. Questo effetto è particolarmente evidente durante le fasi di essiccazione dei wafer. Invece di lasciare le lampade accese continuamente, utilizziamo un sistema di pulsazione digitale. In questo modo le lampade durano più a lungo, il consumo energetico diminuisce e l’intero processo diventa più efficiente.