Come gestire al meglio il calore in una fabbrica intelligente
Se state costruendo una fabbrica intelligente oggi, dovete ripensare al modo in cui gestite il calore. I metodi tradizionali non sono più adeguati. Per il trattamento dei wafer, ci stiamo orientando verso sistemi a onde infrarosse. Questi sistemi rappresentano il cuore del sistema di riscaldamento preciso e controllato.
La “zona ideale”
È necessario trovare la giusta distanza tra l’emettitore a onde infrarosse e il wafer. Se lo si avvicina troppo, si creano zone di surriscaldamento; queste picche di temperatura possono deformare il wafer in pochi secondi. Se invece lo si allontana troppo, si spreca energia, poiché il calore viene disperso sulle pareti della camera di lavoro invece che sul prodotto stesso.
Di solito, per determinare questa distanza, si considera la lunghezza d’onda delle onde infrarosse. Le onde corte sono utili quando è necessario che il calore penetrare rapidamente nel wafer. Le onde medie, invece, sono migliori se si vuole che la superficie del wafer rimanga stabile. L’importante è bilanciare la potenza dell’emittitore con questa distanza, in modo che la temperatura rimanga costante su tutto il wafer.
Smettete di indovinare, iniziate a monitorare
In realtà, l’Industry 4.0 non riguarda tanto il dispositivo di riscaldamento in sé, ma piuttosto i dati raccolti. I moderni sistemi a onde infrarosse sono collegabili direttamente alle reti PLC. Utilizziamo un sistema a circuito chiuso: i pirometri monitorano in tempo reale la superficie del wafer e regolano automaticamente la potenza di riscaldamento.
Non c’è più bisogno di regolazioni manuali o di indovinare se la temperatura è corretta. Si ottiene così una mappa precisa della distribuzione del calore per ogni lotto di produzione. È davvero un grande vantaggio.
I compromessi
Gli array a onde infrarosse ad alta densità sono molto veloci. Questo è utile per raggiungere obiettivi di produzione elevati. Tuttavia, c’è un problema: tutta questa densità termica rappresenta un grosso carico per i sistemi di raffreddamento. Se il sistema di raffreddamento non è abbastanza potente per gestire il calore generato dagli emettitori, le temperature base inizieranno a variare.
Consiglio sempre di scegliere un sistema di raffreddamento con capacità superiore del 15% rispetto ai requisiti effettivi. In questo modo si ha una sorta di “buffer” per affrontare eventuali fluttuazioni di temperatura. È così che si riesce a mantenere la stabilità durante le operazioni 24/7.