Tại sao việc sử dụng phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại lại hiệu quả hơn phương pháp sưởi ấm bằng không khí nóng trong các nhà máy sản xuất chip?
Hầu hết các nhà máy sản xuất chip vẫn sử dụng phương pháp truyền thống: họ làm nóng không khí trước, sau đó hy vọng rằng không khí đó sẽ làm nóng các linh kiện. Điều này giống như cố gắng làm ấm một căn nhà bằng cách thổi khí nóng từ máy sấy tóc vào hành lang vậy. Quá trình này diễn ra rất chậm.
Đó là lý do tại sao ngày càng nhiều người chuyển sang sử dụng phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại. Phương pháp này loại bỏ được bước trung gian đó. Thay vì chờ đợi không khí nóng lên, năng lượng được truyền trực tiếp vào chính linh kiện cần được làm nóng.
Chi phí của việc chờ đợi
Hãy suy nghĩ về nguyên lý vật lý một chút. Phương pháp sưởi ấm bằng không khí nóng dựa vào hiện tượng đối lưu, tức là quá trình truyền nhiệt diễn ra rất chậm. Bạn phải chờ đợi cho đến khi không khí nóng lên, rồi mới có thể chờ đợi nữa để nhiệt lượng được truyền vào linh kiện. Đó là một quá trình rất tốn thời gian.
Còn với phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại thì khác. Chỉ cần bật công tắc, năng lượng sẽ được truyền trực tiếp vào linh kiện ngay lập tức.
Khi bạn vận hành nhà máy với khối lượng sản xuất lớn, từng giây đều rất quan trọng. Nếu bạn có thể giảm thời gian sưởi ấm mỗi tấm wafer xuống 30 giây, bạn sẽ có thể sản xuất thêm hàng nghìn chiếc wafer mỗi ca làm việc. Đó là một khoản lợi nhuận lớn nếu bạn vẫn sử dụng phương pháp sưởi ấm bằng không khí nóng.
Không cần thiết phải làm nóng toàn bộ căn phòng
Một điểm khác nữa là hệ thống lưu thông không khí thường bị rò rỉ nhiệt. Bạn sẽ mất rất nhiều nhiệt lượng qua các đường ống và thân máy. Đó là sự lãng phí.
Với phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại, bạn chỉ cần tập trung năng lượng vào chính vị trí của linh kiện cần được làm nóng. Bạn không cần phải làm nóng toàn bộ căn phòng chỉ để đạt nhiệt độ 200°C cho một tấm wafer. Hơn nữa, thiết bị sử dụng cũng nhỏ gọn hơn, giúp bạn có thể bố trí nhiều bước xử lý hơn trong cùng một diện tích.
Nhược điểm (vì luôn có nhược điểm)
Tuy nhiên, phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại cũng không phải là giải pháp hoàn hảo. Vì năng lượng được tập trung quá mức, nếu các thiết bị sưởi ấm không được điều chỉnh chính xác, nhiệt độ có thể tăng quá mức, gây hư hại cho linh kiện.
Bạn cần có bộ điều khiển PID chính xác để đảm bảo nhiệt độ không vượt quá mức cho phép. Nếu bạn chuyển từ phương pháp sưởi ấm bằng không khí nóng sang phương pháp này, bạn cần điều chỉnh lại các cảm biến đo nhiệt độ.
Nhưng khó khăn lớn nhất chính là việc làm mát. Vì bạn làm nóng linh kiện rất nhanh, hệ thống làm mát cũng phải hoạt động với tốc độ tương ứng. Nếu hệ thống làm mát yếu, bạn sẽ gặp khó khăn trong việc duy trì nhiệt độ mong muốn.