Arrêtons de chauffer l’air : une manière plus intelligente de gérer le traitement thermique des semi-conducteurs
Soyons honnêtes concernant les fours résistifs traditionnels : ils consomment énormément d’énergie. On dépense donc une quantité considérable d’électricité rien que pour chauffer tout l’espace intérieur du four, alors que la majeure partie de cette chaleur ne touche même pas la puce. C’est un gaspillage d’électricité, et c’est également préjudiciable pour l’empreinte carbone.
Nous avons trouvé une meilleure solution. Au lieu de chauffer tout l’espace, nous utilisons des chauffages infrarouges dans une chambre à vide pour diriger directement la chaleur vers la cible.
Pourquoi les rayonnements infrarouges fonctionnent bien
Les rayonnements infrarouges n’ont besoin ni d’air ni de tout autre milieu pour transmettre de la chaleur. Dans un vide, c’est presque la seule façon de transmettre de l’énergie là où elle est nécessaire, sans avoir à lutter contre les lois de la physique.
Nous ajustons ces lampes afin qu’elles émettent des longueurs d’onde spécifiques que le silicium et les matériaux utilisés pour les photorésistances sont prêts à absorber. Ainsi, au lieu de gaspiller de l’énergie en chauffant les parois de la chambre à vide, on dirige la chaleur exactement là où elle doit aller : sur la puce.
L’équilibre entre puissance et chaleur
Si vous devez cuire ou traiter quelque chose rapidement, vous avez besoin de lampes à forte puissance. Elles permettent d’atteindre la température souhaitée en un instant.
Mais on ne peut pas simplement augmenter la puissance sans plus de réflexion. Si trop de puissance est concentrée dans un espace restreint, il faut s’assurer que les systèmes de refroidissement peuvent gérer la chaleur générée. Sinon, cela peut entraîner des problèmes avec les joints de la chambre à vide, ce qui est un vrai problème.
Il s’agit donc de trouver le bon équilibre entre tension et puissance, afin que les lampes ne se brûlent pas au milieu d’un processus de production long.
Faire de la “usine verte” une réalité
Le principal avantage ici est le temps de préchauffage. En passant aux rayonnements infrarouges, le temps de préchauffage passe de plusieurs heures à quelques secondes. C’est là que se trouvent les vraies économies d’énergie. On n’a plus besoin de perdre du temps à préparer l’équipement avant de commencer à travailler.
De plus, ces systèmes peuvent être connectés à des contrôleurs qui permettent de maintenir une température constante et uniforme sur toute la surface de la puce, sans avoir besoin de maintenir une masse métallique importante et chaude.
Pour les ingénieurs qui cherchent à atteindre les objectifs liés à la création d’usines vertes, c’est un changement simple : arrêter de chauffer inutilement l’air, utiliser des rayonnements infrarouges ciblés, réduire la consommation d’énergie par puce, et ainsi progresser vers ces objectifs de durabilité.