تقليل انبعاثات الكربون في عمليات التسخين المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات باستخدام الأشعة تحت الحمراء في بيئة الفراغ
صناعة أشباه الموصلات تتطلب دقة عالية، لكن القيام بذلك في بيئة ذات فراغ عالٍ يشكل تحديًا كبيرًا من ناحية استهلاك الطاقة. معظم المصانع لا تزال تعتمد على الطرق التقليدية للتسخين، وهي في الأساس طريقة غير فعالة، حيث يتم تسخين الوعاء بأكمله بدلاً من تسخين الجزء المراد تسخينه فقط. هذه الطريقة بطيئة، وتستهلك كميات هائلة من الطاقة، كما أنها تزيد من انبعاثات الكربون بشكل كبير.
نحن نستخدم أضواء الأشعة تحت الحمراء المتوافقة مع بيئة الفراغ لتسخين الرقاقات مباشرةً. لا يوجد هدر في الطاقة، ولا شيء زائد.
كيف تعمل هذه الطريقة فعليًا؟
في بيئة الفراغ، لا يمكن الاعتماد على الهواء لنقل الحرارة، لذا يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء.
الفكرة هي استخدام أطوال موجية محددة يمكن للمادة المراد تسخينها امتصاصها. بدلاً من إضاعة ساعات في تسخين جدران الغرفة، يتم توجيه الطاقة مباشرة إلى الجزء المراد تسخينه.
إنها طريقة بسيطة، لكنها تقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة لكل رقاقة.
بناء مصنع لا يدمر الكوكب
إذا كنت تريد بناء “مصنع أخضر”， فيجب أن تأخذ في الاعتبار عامل الحرارة.
عناصر التسخين الثقيلة تحتاج وقتًا طويلاً للتسخين، ووقتًا أطول للتبريد. أما أضواء الأشعة تحت الحمراء، فلا تحتوي على قدر كبير من القصور الحراري. يمكنك تشغيل الأضواء والوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة في ثوانٍ.
هذا يعني عدم الحاجة إلى وقت طويل للتسخين، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.
لكننا لم نتوقف عند السرعة فقط. بيئة الفراغ تسبب ضررًا كبيرًا للمعدات، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تدمير دفعات من الرقاقات في لحظات. لذلك، نستخدم الكوارتز عالي النقاء وأغلفة متخصصة للحفاظ على نظافة الغرفة، مما يقلل من الخسائر والمواد المهدرة.
الحقيقة المؤلمة حول التضحيات
لا توجد طريقة مثالية لحل هذه المشكلة.
أضواء الأشعة تحت الحمراء ممتازة لتقليل استهلاك الطاقة خلال مرحلة التسخين، لكنها تولد حرارة شديدة في نقاط معينة. إذا لم تكن أنظمة التبريد كافية، فإن الإشعاعات الناتجة قد تدمر أغلفة الفراغ أو أجهزة الاستشعار.
لا يمكنك فقط زيادة قوة الضوء والاعتماد على النتيجة. يجب أن توازن بين قوة الضوء وقدرة النظام على التبريد. وإلا، فإنك تدفع ثمنًا باهظًا مقابل إصلاح المعدات.