Prawidłowe ustalenie odległości pomiędzy lampą a płytką krzemową: grzanie płytek za pomocą promieniowania podczerwonego
W produkcji półprzewodników używamy lamp podczerwonych o krótkich falach, aby osiągnąć dokładnie określoną temperaturę. To o wiele lepsze niż używanie pieców konwekcyjnych, które jedynie tracą energię. Jeśli chcesz mieć fabrykę bardziej przyjazną środowisku i zmniejszyć swój wpływ na środowisko, musisz dokładnie ustalić tzw. „odległość bezpieczeństwa” – czyli fizyczną odległość pomiędzy lampą a płytką krzemową.
Kluczowe aspekty związane z odległością
Nie chodzi tu tylko o to, by kwarcowa rurka w ogóle nie dotykała płytki krzemowej. Chodzi przede wszystkim o to, jak przenosi się ciepło. Jeśli lampy będą umieszczone zbyt blisko, pojawią się punkty o wysokiej temperaturze, które mogą uszkodzić płytkę lub nawet całkowicie ją spalić. Z drugiej strony, jeśli lampy będą zbyt daleko, to ogrzewać będą się tylko ściany komory. To straty energii i obniżenie efektywności.
Zwykle określamy tę odległość na podstawie mocy lampy oraz żądanej temperatury. Ponieważ promieniowanie podczerwone oddziałuje szybko i skutecznie, możemy utrzymać strefę grzania w dość małych rozmiarach.
Redukcja emisji dwutlenku węgla
Jeśli chcesz mieć fabrykę przyjazną środowisku, musisz przestać marnować energię, gdy maszyny są wyłączone. W tym przypadku lampy podczerwone wykazują swoje zalety – włączają się niemal natychmiast. Nie musisz utrzymywać całego systemu w stanie wysokiego ogrzewania tylko po to, by być gotowym na następny proces produkcyjny.
Łączymy te lampy z kontrolerami typu PID. Dzięki dostosowaniu odległości bezpieczeństwa i pulsuowaniu mocy, możemy utrzymać stabilną pracę systemu bez marnowania energii.
Kompromisy
Tu pojawiają się trudności. Lampy o dużej mocy są doskonałe do linii o dużej szybkości produkcji, ponieważ szybko osiągają wymaganą temperaturę. Ale to sprawia problemy – im większa gęstość ciepła, tym większy nacisk na system chłodzenia, który musi zapobiec uszkodzeniom elementów elektrycznych. A jeśli spróbujesz zwiększyć moc lampy, aby nadrobić dużą odległość bezpieczeństwa, to lampy nie będą tak długo funkcjonować. Będziesz musiał je częściej wymieniać. Lepiej najpierw sprawdzić zdolność chłodzenia, zanim zdecydujesz się na zmniejszenie tej odległości.