کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: قدرت سادهی بازتابندههای آلومینیومی
در کارخانههای تولید نیمههادی، گرمای اضافی در واقع همان اتلاف انرژی است. وقتی که از لامپهای گرمایشی برای پردازش ویفرها استفاده میکنیم، هرگونه تابشی که به هدف خود نرسد، اتلاف میشود.
در اینجاست که بازتابندههای آلومینیومی وارد عمل میشوند. به جای اجازه دادن به گرما برای رفتن به جاهای دیگر، آن را دوباره به جای مناسبش بازمیگردانیم. این روش سادهای است برای رسیدن به دمای مورد نظر، بدون اینکه هزینههای انرژی افزایش یابد.
راز این روش در فیزیک نهفته است.
ما از آلومینیوم با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ زیرا این ماده در بازتاب نور مادون قرمز عملکرد فوقالعادهای دارد. تصور کنید: یک لامپ، انرژی را در تمام جهات پخش میکند؛ یعنی در ۳۶۰ درجه. بدون بازتابنده، نیمی از گرما به بدنهی دستگاه اختصاص مییابد.
با شکل دادن آلومینیوم به شکل پارابولیک یا بیضوی، میتوانیم تمام انرژی مادون قرمز را روی ویفر متمرکز کنیم. در نتیجه، تراکم گرما بر روی سطح ویفر بسیار بالاتر میشود، بدون اینکه نیاز به استفاده از توان بیشتری از لامپ باشد.
اما مشکل اینجاست…
آلومینیوم به دلیل وزن کم و توانایی خوبش در تحمل گرما، گزینهی مناسبی است؛ اما کیفیت سطح آلومینیوم بسیار مهم است. اگر روی سطح بازتابنده خراش یا اکسیداسیون وجود داشته باشد، امواج مادون قرمز شروع به پراکندگی میکنند؛ در نتیجه، کارایی لامپ کاهش مییابد.
در چنین شرایطی، لامپها مجبورند برای جبران این کاهش، بیشتر کار کنند؛ در نتیجه، دمای لامپها بالاتر میرود و فیلامنتهای لامپ دچار فشار میشوند. در نهایت، لامپها زودتر از حد معمول خراب میشوند. این یک چرخهی ناخوشایند است؛ و معمولاً دلیل آن، عدم تمیز نگه داشتن بازتابندهها یا تعویض به موقع آنهاست.
تصویر کلی برای کارخانههای سبز…
وقتی به فوتپرینت کربنی کارخانهها نگاه میکنیم، همه چیز به کیلووات-ساعت در هر ویفر برمیگردد. با استفاده از این بازتابندهها، میتوانیم مشکلات الکتریکی را با روشهای مکانیکی حل کنیم. در نتیجه، مصرف انرژی کاهش مییابد؛ و بهتر از همه، سیستم تهویه مطبوع کارخانه نیازی به کار بیشتر برای خارج کردن گرمای اضافی از اتاقهای تمیز ندارد.
این روش، راه سادهای برای رسیدن به اهداف کاهش انتشار کربن است، بدون اینکه نیاز به کاهش سرعت تولید باشد.