چرا استفاده از حرارت مادون قرمز، روش گرم کردن با هوای داغ را در کارخانههای تولید نیمههادیها شکست داده است؟
بیشتر کارخانههای تولید نیمههادیها هنوز از روشهای قدیمی برای گرم کردن قطعات استفاده میکنند؛ یعنی ابتدا هوا را گرم میکنند و سپس امیدوارند که آن هوا قطعات را گرم کند. این روش مانند تلاش برای گرم کردن یک خانه با استفاده از فن خشککن مو است؛ یعنی فرآیند گرم شدن بسیار آهسته است.
به همین دلیل، بسیاری از ما به سمت استفاده از حرارت مادون قرمز روی آوردهایم. این روش، واسطههای موجود در فرآیند گرم کردن را حذف میکند؛ یعنی انرژی مستقیماً به قطعه وارد میشود.
هزینه واقعی انتظار
کمی درباره فیزیک این موضوع فکر کنید. گرم کردن با هوای داغ به انتقال حرارت از طریق جریان هوا وابسته است؛ یعنی فرآیند گرم شدن بسیار آهسته است. باید منتظر بمانید تا هوا گرم شود، و سپس منتظر بمانید تا حرارت واقعاً وارد قطعه شود. این کار بسیار طولانی است.
اما لامپهای مادون قرمز؟ آنها فوری عمل میکنند؛ کافیست کلید را فعال کنید تا قطعه بلافاصله گرم شود.
در کارخانههایی که حجم تولید بالایی دارند، این چند ثانیه بسیار مهم هستند. اگر بتوانید ۳۰ ثانیه از زمان لازم برای گرم کردن هر ویفر را کم کنید، میتوانید هزاران واحد اضافی در هر شیفت تولید کنید. اگر هنوز از هوای داغ برای گرم کردن استفاده میکنید، این موضوع میتواند منجر به اتلاف پول زیادی شود.
دیگر نیازی به گرم کردن کل اتاق نیست
یکی دیگر از مزایای استفاده از حرارت مادون قرمز این است که سیستمهای گردش هوا دارای نشت حرارت هستند؛ یعنی مقدار زیادی از حرارت از طریق لولهها و بدنه کارخانه از دست میرود. این کار اتلاف انرژی است.
اما با استفاده از حرارت مادون قرمز، میتوانید انرژی را دقیقاً در جایی که قطعه قرار دارد، تخصیص دهید. دیگر نیازی نیست کل اتاق را گرم کنید تا یک ویفر به دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد برسد. علاوه بر این، تجهیزات مورد نیاز برای این روش کوچکتر هستند؛ بنابراین میتوانید مراحل بیشتری را در کارخانه خود انجام دهید، بدون اینکه احساس کنید در مسیر تجهیزات گیر کردهاید.
معایب این روش
البته، حرارت مادون قرمز راهحل جادویی برای همه مشکلات نیست. از آنجایی که حرارت بسیار متمرکز است، اگر لامپها به درستی تنظیم نشوند، میتواند مشکلاتی ایجاد شود. ممکن است نقاط داغی در قطعه ایجاد شود که باعث خرابی قطعه شود.
برای جلوگیری از این مشکلات، نیاز به کنترلکنندههای دقیق PID وجود دارد. همچنین، اگر از روش گرم کردن با هوای داغ به روش مادون قرمز روی آورید، باید حسگرهای خود را دوباره تنظیم کنید.
اما بزرگترین مشکل چیست؟ سیستم خنککنندگی. از آنجایی که قطعه را بسیار سریع گرم میکنید، سیستم خنککنندگی باید بتواند با سرعت همان مقدار حرارت را خنک کند. اگر سیستم خنککنندگی ضعیف باشد، مشکلات از ابتدای فرآیند تولید به انتهای آن منتقل خواهد شد.