
避免半导体加工设备过热
有没有过因为触摸设备表面而立刻缩回手的经历?那其实就是“过热问题”。这种情况通常是由于使用了传统的对流式加热方式造成的——也就是单纯地让空气变热,或者使用能将热量向四周散发的元件。这种方式不仅浪费能源,还对站在设备旁边的人构成安全隐患。
其实解决这个问题的方法很简单:不用再让空气变热了,改用定向红外加热方式即可。
其工作原理
可以把红外灯想象成具有发热功能的手电筒。与让整个腔室充满热空气不同,红外灯会以直线形式发射电磁辐射。这些能量只有在接触到被加热的工件时才会发挥作用。
我们选择短波红外灯,因为它能直接作用于工件表面。这样做的好处是:即使工件表面温度达到200℃,设备的其他部分仍然保持凉爽。这样就无需担心有人因靠近设备而受伤。
正确选择硬件
不能随便把灯放进去就不管了。必须精确控制其焦点位置。
我们使用装在石英壳内的卤素灯丝,这样就能在狭小的空间内产生大量热量。同时,还需要调整反射镜的角度,以确保光线能够准确照射到工件上。如果不这么做,热量就会四处散开,导致设备整体过热。
另外,关于电子设备方面,你需要一个精确的PID控制器。红外灯的反应速度很快,如果电源设置不当,那么在意识到之前,温度就已经超出了控制范围。
利弊权衡
虽然定向加热方式效率很高,但它也会产生“阴影效应”。由于热量是沿直线传播的,任何阻挡光线的物体都会保持低温。如果工件的形状比较复杂,那么某些部位就会处于低温状态。因此,你需要仔细规划加热区域,确保所有部位都能得到均匀加热。
另外,如果你为了加快加热速度而提高功率,那就不得不注意灯的背面。那个部位也会变得非常热。如果冷却风扇无法有效散热,那么电路板就有可能被烧毁。