การลดการปล่อยคาร์บอนในโรงงานผลิตชิป: เหตุใดการใช้พลังงานอินฟราเรดจึงได้ผลจริง
หากคุณต้องการให้โรงงานผลิตชิปมีความเป็นกลางทางคาร์บอน คุณจะตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่าแค่ซื้อหน่วยคะแนนพลังงานสีเขียวมาใช้นั้นไม่เพียงพอ คุณจำเป็นต้องจัดการกับปัญหาเรื่องการใช้พลังงานอย่างจริงจัง
ลองนึกถึงเตาอบแบบใช้ความร้อนแบบดั้งเดิมดูสิ พวกมันใช้พลังงานมหาศาล โดยใช้เวลาครึ่งหนึ่งไปกับการทำให้อากาศและผนังห้องร้อนขึ้น ก่อนที่แผ่นชิปจะรู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเลย นั่นเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมาก
นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้ระบบหลอดไฟอินฟราเรดแทน เพราะระบบนี้จะช่วยให้เราสามารถให้ความร้อนไปยังจุดที่ต้องการได้โดยตรง
การนำความร้อนไปยังจุดที่ต้องการ
อินฟราเรดคือพลังงานรังสี แทนที่จะรอให้อากาศร้อนขึ้น หลอดไฟอินฟราเรดจะส่งโฟตอนไปยังพื้นผิวโดยตรง วิธีนี้ทำให้เกิดความร้อนได้อย่างรวดเร็วมาก
เนื่องจากเวลาในการเพิ่มอุณหภูมิลดลง แผ่นชิปจึงไม่ต้องอยู่ในสภาพอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน นั่นหมายความว่าจะมีการใช้พลังงานน้อยลงต่อแต่ละครั้งที่ผลิตชิป และค่าใช้จ่ายด้านพลังงานก็จะลดลงด้วย ขึ้นอยู่กับวัสดุที่คุณใช้ในการผลิตชิป เราจะเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสม หากคุณต้องการให้ความร้อนไปยังพื้นผิวโดยตรง ก็ใช้ความยาวคลื่นสั้น แต่หากคุณต้องการให้ความร้อนซึมเข้าไปในวัสดุที่มีความหนามากขึ้น ก็ใช้ความยาวคลื่นกลาง
ความเป็นจริงของห้องปลอดฝุ่น
คุณไม่สามารถเปลี่ยนหลอดไฟธรรมดาเป็นหลอดอินฟราเรดแล้วจบเรื่องได้ ในโรงงานผลิตชิป ฝุ่นคือสิ่งที่ต้องหลีกเลี่ยงอย่างยิ่ง ถ้ามีฝุ่นเข้ามาเพียงเล็กน้อย ก็จะทำให้ประสิทธิภาพการผลิตลดลงอย่างมาก เพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซออกมาขณะการผลิตชิป เราจึงใช้สารเคลือบพิเศษและภาชนะที่ทำจากควอตซ์
สิ่งที่ดีที่สุดคือ ระบบหลอดไฟอินฟราเรดนี้ใช้พื้นที่น้อยกว่าเตาอบขนาดใหญ่มาก นั่นหมายความว่าคุณจะมีพื้นที่ว่างมากขึ้นในโรงงาน ตราบใดที่ระบบจ่ายไฟสามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงได้ ระบบนี้ก็สามารถนำมาใช้ร่วมกับเครื่องมือที่มีอยู่ได้เลย
ข้อเสียบางประการ (เพราะไม่มีอะไรที่สมบูรณ์แบบ)
ข้อเสียก็คือ แม้ว่าอินฟราเรดจะมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีข้อจำกัดด้วย มันจะทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมาก หากหลอดไฟอยู่ห่างจากพื้นผิวชิปเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ก็จะทำให้เกิดจุดร้อนขึ้นบนแผ่นชิป ดังนั้นเพื่อป้องกันปัญหานี้ คุณจำเป็นต้องมีตัวควบคุม PID ที่มีประสิทธิภาพสูง และเซ็นเซอร์เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจะเท่ากันทั่วทั้งพื้นผิวชิป
อีกอย่างหนึ่งคือ หลอดไฟอินฟราเรดที่มีกำลังสูงจะปล่อยความร้อนออกมามาก หากระบบระบายอากาศและระบบทำความเย็นไม่สามารถระบายความร้อนนั้นออกไปได้ ก็จะทำให้เกิดปัญหาได้
การตั้งค่าระบบนี้อาจต้องใช้ความระมัดระวังมากขึ้น แต่ประโยชน์ที่ได้จากการประหยัดพลังงานก็ทำให้มันคุ้มค่ากับความยุ่งยากนั้น