گرمایش با استفاده از امواج مادون قرمز در شرایط خلأ، در مقابل گرمایش با هوای داغ: چرا تغییر روش مهم است؟
اگر در زمینه فرآوری نیمههادی کار میکنید، میدانید که انتقال انرژی کار دشواری است. برای مدت طولانی، از روش گرمایش با هوای داغ استفاده میکردیم؛ روش سادهای بود: گاز را گرم کرده و از طریق آن، ویفر را گرم میکردیم. اما مشکلاتی نیز وجود داشت.
نمیتوان هوای داغ را در شرایط خلأ پمپاژ کرد؛ چون چیزی برای پمپاژ وجود ندارد. اینجاست که گرمکنهای مادون قرمز مناسب برای شرایط خلأ وارد عمل میشوند. ما دیگر به واسطههایی برای انتقال انرژی نیاز نداریم؛ بلکه میتوانیم از امواج مادون قرمز برای گرم کردن قطعات استفاده کنیم.
زمان، عامل مهمی است
روش گرمایش تهویهای، در واقع، آهسته است؛ باید منتظر بمانیم تا کل محفظه به دمای مورد نیاز برسد، تا قطعه بتواند به حالت پایدار برسد. این کار، هر بار که دمای محفظه تغییر میکند، باعث اتلاف زمان زیادی میشود.
گرمکنهای مادون قرمز این مشکل را برطرف میکنند؛ آنها فوتونها را مستقیماً به سمت قطعه هدایت میکنند. تفاوت بین این دو روش بسیار زیاد است؛ زمان لازم برای گرم شدن قطعه از دقایق به ثوانی کاهش مییابد. برای کسانی که کارخانههای تولیدی دارند، این امر به معنای افزایش بازدهی است؛ چون دیگر نیازی به اتلاف زمان برای گرم کردن دیوارههای محفظه نیست؛ حرارت دقیقاً در جای مناسب، یعنی روی قطعه، تولید میشود.
مشکلات موجود
البته، استفاده از گرمکنهای مادون قرمز در شرایط خلأ نیز مشکلاتی دارد. لامپهای معمولی ممکن است گازهایی را به داخل محفظه نشت دهند؛ این کار باعث کاهش خلوص محفظه میشود. برای جلوگیری از این مشکل، از غلافها و درزبندهای ویژهای استفاده میشود که در شرایط خلأ نیز کارایی خود را حفظ میکنند.
همچنین، شدت حرارت نیز مشکلی است؛ گرمکنهای مادون قرمز با تراکم بالا، حرارت زیادی تولید میکنند؛ اما این کار میتواند باعث ایجاد تفاوت شدید دمایی در قطعه شود. اگر قطعه نازک باشد، سطح آن میتواند بسیار داغ شود، در حالی که هسته آن هنوز سرد باقی میماند. بنابراین، باید کنترلکنندههای PID را با دقت تنظیم کرد؛ در غیر این صورت، خطر سوختن قطعه وجود دارد.
صرفهجویی در فضا و انرژی
یکی از مزایای این روش، این است که میتوان از بلوئرهای بزرگ، لولهها و سایر اجزای سنگین مربوط به سیستمهای گرمایشی هوای معمولی خلاص شد. این کار باعث کاهش فضای مورد نیاز برای نصب دستگاه میشود. فقط یک نکته مهم: مطمئن شوید که ظرف سردکننده دستگاه، اندازه مناسبی دارد؛ چون این گرمکنها حرارت زیادی تولید میکنند. اگر حرارت اضافی را از سنسورها دور نکنید، اندازهگیریهای شما دقیق نخواهد بود.