Tornando a fabricação de nanotubos de carbono mais eficiente com aquecimento por infravermelho
Para que os nanotubos de carbono cresçam corretamente, é necessário controle preciso da temperatura. É preciso que ela esteja no nível certo – nem muito alta, nem muito baixa – para que o catalisador funcione adequadamente e o carbono se deposite onde deve estar.
Há muito tempo, dependemos desses fornos resistentivos tradicionais nas linhas de produção de semicondutores. Mas, sejamos honestos: eles são bem ineficazes. Por isso, começamos a substituí-los por sistemas de aquecimento por infravermelho de onda curta. Isso economiza muita energia e permite maior eficiência na fabricação.
Por que usar infravermelho?
Os fornos tradicionais tentam aquecer tudo ao redor. Eles aquecem toda a câmara e todo o ar dentro dela, o que significa desperdiçar enormes quantidades de energia.
Nossos sistemas de infravermelho não funcionam dessa maneira. Eles aquecem diretamente o substrato. Como utilizamos radiação em vez de convecção, conseguimos atingir as temperaturas necessárias em segundos, e não em horas. Quando não precisamos esperar que a câmara se aqueça, a conta de energia por chip diminui significativamente.
Os componentes utilizados
Construímos esses sistemas utilizando emissores de halogênio de alta potência. Essas lâmpadas fornecem a densidade de calor necessária para uma síntese rápida.
Além disso, não é preciso substituir todo o sistema de controle para que o sistema funcione. Basta conectar esses dispositivos aos sistemas PLC existentes, usando conectores industriais padrão. É uma substituição bastante simples. Também aplicamos revestimentos especiais no quartzo, o que garante que a energia seja direcionada ao substrato, em vez de se dissipar e aquecer os componentes de refrigeração.
Os desafios (pois sempre há algum)
O aquecimento por infravermelho não é mágico. Quando concentramos tanta energia em um ponto pequeno, as temperaturas aumentam rapidamente.
É preciso ter cuidado com o sistema de refrigeração. Se os trocadores de calor não conseguirem retirar o calor excessivo dos componentes eletrônicos, os sensores começarão a funcionar de maneira incorreta, e os dados obtidos não serão precisos.
Mas, se o sistema de refrigeração funcionar bem, transformamos um processo lento e consumidor de energia em algo rápido e preciso. Sem mais tempo perdido. Apenas crescimento rápido e preciso.