چرا استفاده از حرارت مادون قرمز بهتر از استفاده از هوای مکانیکی در فرآیندهای تولید نیمههادی است؟
اگر تجربه کار در زمینه فرآوری نیمههادی را داشته باشید، میدانید که صبر کردن برای انجام کار، چقدر آزاردهنده است.
برای مدت طولانی، از هوای مکانیکی برای گرم کردن قطعات استفاده میکردیم؛ اما مشکل این روش این بود که ابتدا هوا گرم میشد و سپس آن هوا باید قطعات را گرم کند. این مثل تلاش برای گرم کردن یک خانه با گرم کردن جادههای اطراف آن است؛ یعنی تأخیر زیادی وجود دارد.
حرارت مادون قرمز این مشکل را حل میکند؛ چرا که از تابش الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی مستقیماً به سطح قطعات استفاده میشود.
زمان همیشه در حال گذر است
در این صنعت، زمان چیزی است که نمیتوان آن را بیشتر خریداری کرد. وقتی از هوای مکانیکی استفاده میکنیم، مجبوریم منتظر باشیم تا اتاق کاملاً گرم شود؛ چون از شوک حرارتی میترسیم. این روش خیلی آهسته است.
اما لامپهای مادون قرمز، در عرض چند ثانیه، دمای مورد نظر را به دست میآورند.
اینجاست که روش فرآوری حرارتی سریع (RTP) واقعاً مؤثر میشود؛ چون مادون قرمز میتواند به سطح قطعات نفوذ کند و گرما را به سرعت منتقل کند. دیگر نیازی نیست منتظر باشیم تا کل اتاق گرم شود.
کنترل دقیق و سریع
یکی از مزایای این روش، کنترل دقیق دمای قطعات است. ما از حسگرهای دقیق مادون قرمز برای نظارت مداوم بر سطح قطعات استفاده میکنیم؛ اگر دما تغییر کند، کنترلر بلافاصله میزان انرژی را تنظیم میکند.
در مقابل، هوای مکانیکی دارای «خاصیت انرژی حرارتی» زیادی است؛ پس وقتی هوا بسیار گرم شد، نمیتوانید فقط با فشار دادن یک کلید، آن را خاموش کنید. اما با مادون قرمز، میتوانید گرادیان دمایی شدیدی ایجاد کرده و گرما را به سرعت کاهش دهید.
واقعیت
البته، من نمیگویم که مادون قرمز بینقص است؛ اما مزایای آن بسیار زیاد است.
بزرگترین مشکل، مسیر نور است؛ اگر شکل قطعات عجیب باشد یا چیزی مانع نور شود، نقاط سردی روی قطعات ایجاد میشود. بنابراین باید به دقت طراحی لامپها را انجام دهیم تا همه قسمتهای قطعات به طور یکنواخت گرم شوند.
همچنین، به دلیل تراکم انرژی بالا، نمیتوانیم از سیستمهای خنککننده کافی استفاده نکنیم؛ در غیر این صورت، سایر قطعات دستگاه نیز گرم خواهند شد.
اما صادقانه بگویم، این روش ارزش خود را دارد؛ اکثر خطوط تولیدی با حجم بالا، از این روش استفاده میکنند. وقتی بتوانید زمان گرم شدن قطعات را از ۲۰ دقیقه به ۲۰ ثانیه کاهش دهید، دیگر نیازی به تردید نیست.