Rendere il processo di essiccazione dei semiconduttori davvero “verde”
Quando si lavora con wafer di semiconduttori, si è costretti a gestire con grande attenzione la temperatura. È necessario eliminare i solventi e l’umidità presenti nei wafer, ma se si sbaglia nella gestione termica, si rovina l’intero lotto di semiconduttori.
Per lungo tempo si è fatto ricorso a vecchi sistemi di riscaldamento a resistenza. Tuttavia, questi sistemi sono poco efficienti. Oggi ci si affida invece a controllori digitali per il riscaldamento a infrarossi. Invece di riscaldare tutto l’ambiente circostante – il che equivale praticamente a riscaldare l’intera casa solo per riscaldare una fetta di pizza – questi controllori dirigono il calore direttamente sul substrato.
Smettiamo di sprecare energia inutilmente
I vecchi sistemi tendono ad esagerare nel riscaldamento: diventano troppo caldi, poi si raffreddano, per poi tornare ad aumentare di temperatura. È un ciclo disordinato che fa consumare moltissime energie per ogni wafer.
I controllori digitali a infrarossi risolvono questo problema grazie ai circuiti PID. In parole semplici: ascoltano i sensori in tempo reale e regolano la potenza di riscaldamento in modo dinamico. Così si raggiunge facilmente la temperatura desiderata e si mantiene costante.
Ma la vera magia avviene con il riscaldamento a impulsi: il controllore interrompe periodicamente il flusso di energia, mantenendo così il calore senza dover fornire energia costantemente. È un modo molto più efficiente di procedere.
La realtà hardware
Se si vuole costruire una “fabbrica verde”, non basta semplicemente collegare questi dispositivi e dimenticarsene. Bisogna tenere conto anche dell’impatto energetico complessivo.
Le lampade a infrarossi ad alta potenza sono utili, ma rappresentano un carico eccessivo per le fonti di alimentazione. E qui è dove le persone di solito commettono errori: nella gestione del raffreddamento. Se si cerca di massimizzare la produttività, i ventilatori devono essere in grado di svolgere al meglio il loro compito. Se i componenti elettronici si surriscaldano, il sistema rallenta. Di conseguenza, la produttività diminuisce, e il sistema “efficiente” diventa inutilizzabile.
Reducendo l’impatto ambientale
Se vogliamo raggiungere obiettivi di neutralità carbonica nelle fabbriche, dobbiamo ridurre il consumo energetico. Uno dei vantaggi maggiori dei controllatori digitali è la possibilità di accendere il sistema immediatamente. Pensate a quanta energia viene sprecata mantenendo il sistema in funzione a temperature elevate durante i cambi di turno o durante le riparazioni rapide. È una quantità enorme di energia sprecata.
Con i controllori digitali, basta semplicemente spegnere il sistema. Quando si è pronti per riprendere il lavoro, il sistema torna alla temperatura di funzionamento in pochi secondi. Niente più sprechi di energia, niente più rapporti sugli sprechi energetici. Solo calore quando è davvero necessario.