Інфрачервоне нагрівання в вакуумі проти нагріву гарячим повітрям: чому це має значення
Якщо ви працюєте у сфері глибокої обробки напівпровідників, ви знаєте, які труднощі існують під час передачі енергії. Довгий час ми користувалися лише циркуляцією гарячого повітря. Це просто: потрібно нагріти газ, а газ, у свою чергу, нагріває пластину. Але є одна проблема – гаряче повітря не може циркулювати в вакуумі. Тут на допомогу приходять інфрачервоні нагрівачі, призначені для роботи в вакуумі. Ми перестаємо покладатися на середовище для передачі енергії та починаємо використовувати випромінювання.
Час – це головний фактор
Конвекція, чесно кажучи, є повільним процесом. Доводиться чекати, поки вся камера досягне певної температури, перш ніж ваш матеріал зможе стабілізуватися. Це велика втрата часу щоразу, коли потрібно змінити температуру. Інфрачервоні нагрівачі змінюють ситуацію – вони направляють фотони прямо на об’єкт нагріву. Різниця значна – час нагрівання скорочується з хвилин до секунд. Для тих, хто керує виробничим процесом, це означає збільшення продуктивності, адже не витрачається час на охолодження камери. Енергія спрямовується саме туди, де їй потрібно – на сам об’єкт нагріву.
Проблеми, пов’язані з використанням інфрачервоних нагрівачів
Звісно, перехід на використання інфрачервоних нагрівачів також має свої труднощі. Стандартні лампи можуть „витікати“ гази, що призводить до забруднення камери та порушення її чистоти. Щоб уникнути цього, використовуються спеціальні кварцові упаковки та ущільнювачі, які можуть функціонувати в вакуумі. Є ще проблема інтенсивності тепла – високоінтенсивні інфрачервоні нагрівачі можуть створювати сильний тепловий градієнт. Якщо ваш об’єкт нагріву тонкий, його поверхня може стати дуже гарячою, тоді як внутрішня частина залишається прохолодною. Потрібно ретельно налаштувати контролери PID, інакше можна пошкодити сам матеріал.
Економія простору та часу
Однією з переваг є можливість позбутися великих вентиляторів, трубопроводів та всієї товстої ізоляції, яка необхідна для систем з примусовою циркуляцією повітря. Розміри обладнання зменшуються. Нагрівачі можна просто розмістити безпосередньо в вакуумній камері. Увага: необхідно правильно підібрати розміри системи охолодження. Ці нагрівачі залишаються дуже гарячими. Якщо не видалити зайве тепло з датчиків, їх показники будуть помилковими, і доведеться припускати значення замість того, щоб їх вимірювати.