چرا استفاده از گرمایش مادون قرمز در شرایط خلأ، راه مناسبی برای استانداردهای نیمههادی است؟
صنعت نیمههادی به شدت به دنبال روشهای «بدون سرب» و «سبز» برای تولید محصولات است. اما اگر همچنان از فرهای قدیمی برای گرم کردن مواد استفاده کنید، با مشکلات زیادی روبرو خواهید شد. این فرها مصرف انرژی زیادی دارند؛ در واقع، نیمی از زمان خود را صرف گرم کردن هوایی میکنند که اصلاً نیازی به گرم شدن ندارد. علاوه بر این، این فرها اغلب مواد ناخالصی را نیز وارد فرآیند تولید میکنند.
گرمایشکنندههای مادون قرمز سازگار با شرایط خلأ، این مشکلات را برطرف میکنند. این دستگاهها به جای استفاده از هوا به عنوان وسیله انتقال انرژی، از تابش برای انتقال انرژی مستقیماً به سمت هدف استفاده میکنند.
نحوه کارکرد این دستگاهها
در شرایط خلأ، هیچ هوایی برای انتقال گرما وجود ندارد؛ بنابراین روشهای انتقال حرارت مانند هدایت و همرفت دیگر کارایی ندارند. در چنین شرایطی، تابش الکترومغناطیسی نقش مهمی ایفا میکند. لامپهای مادون قرمز، فوتونهایی را ساطع میکنند که مستقیماً وارد سطح مواد میشوند و مولکولهای آنها را تحریک میکنند. در نتیجه، وقتی برای گرم کردن دیوارههای محفظه یا فضای خالی اطراف مواد صرف نمیشود؛ بلکه مستقیماً مواد گرم میشوند. این روش بسیار سریع است؛ در نتیجه، میتوان انرژی زیادی را صرفهجویی کرد و فرآیند تولید را سریعتر انجام داد.
مشکلات مربوط به تمیز نگه داشتن دستگاه
نمیتوانید هر لامپی را در محفظه خلأ قرار دهید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود؛ این کار منجر به فاجعه خواهد شد. ما از غلافهای کوارتزی و سیستمهای مخصوص برای جلوگیری از تخلیه گازهای ناخالص استفاده میکنیم. اگر مواد استفاده شده خالص نباشند، مواد آلی فرار در حین گرم شدن، وارد محفظه خلأ خواهند شد. در صنعت نیمههادی، حتی کمترین مقدار ناخالصی میتواند کل فرآیند تولید را خراب کند؛ هیچ کس چنین چیزی را نمیخواهد.
مقابله با الزامات استفاده از مواد بدون سرب
تغییر به استفاده از جوشکاریها و چسبهای بدون سرب، کار دشواری است؛ زیرا این مواد معمولاً نیاز به دمای بالاتری دارند. مزیت استفاده از گرمایش مادون قرمز این است که میتواند به سرعت به دمای مورد نیاز برسد؛ نیازی به انتظار برای گرم شدن فر نیست. اما یک مشکل وجود دارد: باید مراقب بار حرارتی باشیم؛ زیرا هیچ هوایی برای انتقال حرارت از بدنه لامپ وجود ندارد. بنابراین، سیستمهای خنککننده باید کاملاً دقیق باشند. اگر سیستم خنککننده مشکلی داشته باشد، بدنه لامپ به سرعت گرم خواهد شد.
این تنها راه واقعی برای خشک کردن مواد بدون ایجاد آلایندههاست؛ در این روش، از حلالهای شیمیایی خطرناک استفاده نمیشود و فرهای بزرگ و پرمصرف نیز مورد استفاده قرار نمیگیرند. این روش، روشی تمیزتر و کارآمدتر برای تولید محصولات نیمههادی است.