التحكم في درجة الحرارة في أنظمة الأشعة تحت الحمراء في الفراغ
عند تصنيع أشباه الموصلات، يلزم وجود كمية هائلة من الحرارة، لكن لا يمكن السماح بأي تلوث في الرقاقات. فالمُسخنات التقليدية لا تكفي في هذه الحالة.
لذلك، نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء المتوافقة مع الفراغ. بدلاً من استخدام وسيط لنقل الحرارة، تقوم هذه المصابيح بإرسال الطاقة مباشرة إلى الهدف عبر الإشعاع. إنها طريقة أكثر فعالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام هذه المصابيح يساعد في تقليل استهلاك الطاقة، خاصة بالنسبة لمن يرغبون في إنشاء “مصانع خضراء”.
كيف تعمل الفيزياء وراء ذلك
في الفراغ، لا يوجد تيار حراري، لذا يكون الإشعاع هو الوسيلة الوحيدة لنقل الحرارة.
نستخدم أشعة تحت حمراء ذات موجات قصيرة، لأنها تخترق المواد بسرعة أكبر من الأشعة ذات الموجات الطويلة. الميزة في ذلك أن الطاقة تصل مباشرة إلى الهدف، دون إضاعة الطاقة في تسخين الغرفة بأكملها. وبالتالي، يقل استهلاك الطاقة، وتزداد الكفاءة.
لكن يجب الحرص على كثافة الطاقة. إذا استخدمنا مصابيح ذات قدرة عالية في الفراغ دون استخدام غلاف من الكوارتز، فإن الفتائل ستحترق بسرعة. لذلك، نستخدم الكوارتز عالي النقاء لمنع حدوث أي تلوث. وإلا، سيتم تدمير الختم الفراغي، وسينتج عن ذلك رقائق ملوثة. ليس ذلك أمرًا جيدًا.
تنظيف أرضية المصنع
إذا كنت لا تزال تستخدم المُسخنات التقليدية، فأنت تعرف مدى صعوبة الانتظار حتى يصل الغرفة إلى درجة الحرارة المطلوبة. يستغرق ذلك وقتًا طويلاً.
لكن استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء يغير الوضع تمامًا. يمكن الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة في ثوانٍ فقط. إنه أمر سريع جدًا.
هذا يساعد الكوكب (وفاتورة الكهرباء الخاصة بك) بطريقتين: أولاً، يقل الطلب على الطاقة. ثانيًا، لا يحتاج نظام التكييف إلى بذل جهد كبير لتبريد الغرفة.
العيوب (الجانب الصادق)
يجب أن نقول إن استخدام الأشعة تحت الحمراء ليس حلاً سحريًا.
نظرًا لارتفاع شدة الإشعاع، فقد يحدث تركيز للحرارة في بعض الأماكن إذا لم تتناسب هندسة المصباح مع الرقاقة بشكل صحيح. لذلك، يجب استخدام جهاز تحكم PID لضمان توزيع الحرارة بشكل متساوٍ.
ونصيحة أخرى: تأكد من أن نظام الماء المستخدم في التبريد قادر على التعامل مع الإشعاع الناتج عن المصباح. وإلا، سيتم تدمير الختم الفراغي. يجب التأكد من أن المسافة بين المصباح والرقاقة مناسبة، وإلا ستضطر إلى استبدال الواسترات باستمرار.