تقليل انبعاثات الكربون في مصانع أشباه الموصلات: لماذا نتجه إلى استخدام أنظمة التسخين بالأشعة تحت الحمراء؟
إذا قضيت وقتًا في غرفة نظيفة، فأنت تعرف كيف تكون الأمور هناك. لا يمكنك ببساطة تحريك الرقائق والأسطح المستخدمة في التصنيع؛ يجب الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لها. وإلا، فإن ذلك سيؤدي إلى تكون الرطوبة أو حدوث صدمات حرارية، وهو أمر لا يرغب أحد في حدوثه.
في الآونة الأخيرة، هناك جهود كبيرة لتحقيق أهداف “المصانع الخضراء”. الطريقة التقليدية للتسخين، وهي تسخين الهواء، تعتبر طريقة غير فعالة من حيث استهلاك الطاقة. لذلك، نتجه إلى استخدام أنظمة التسخين بالأشعة تحت الحمراء.
كيف يعمل نظام التسخين بالأشعة تحت الحمراء؟
يمكننا تخيل الأمر بهذه الطريقة: أجهزة التسخين التقليدية تحاول تسخين الهواء في الغرفة بأكملها لتسخين المنتجات. وهذا يشبه محاولة تسخين المنزل عن طريق تشغيل الفرن.
أما أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء، فهي تستخدم الإشعاع الكهرومغناطيسي لتسخين الأجزاء المراد تسخينها مباشرة. نستخدم مصابيح بأمواج قصيرة، لأنها تعمل بسرعة كبيرة. لا داعي للانتظار لدقائق حتى يسخن الجو؛ يحدث ذلك في ثوانٍ فقط. وبالتالي، يقل استهلاك الطاقة.
الحفاظ على النظافة والتصميم المدمج
في مصانع أشباه الموصلات، يمكن لجسيم واحد فقط أن يدمر كل شيء. لا يمكننا السماح بتسرب أي شيء من أجهزة التسخين.
لحل هذه المشكلة، نغلف المصابيح في غلافات من الكوارتز المحكمة. لا يوجد أي تسرب للغازات، ولا يوجد أي فوضى. من الضروري أخذ مساحة الجهاز في الاعتبار عند التخطيط لترتيب الأجهزة. وبما أن أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء عالية الكفاءة، فإن حجم الجهاز نفسه يمكن أن يكون أصغر. وهذا يوفر مساحة أكبر للأجهزة الأخرى، وهو أمر مفيد دائمًا.
العيوب المحتملة
لكن، أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء ليست سحرية. لها بعض العيوب.
وبما أن أشعة الأشعة تحت الحمراء تسير في اتجاه معين، فإنها قد تكون “انتقائية” في تسخين الأجزاء المراد تسخينها. إذا لم يتم توزيع الحمل بشكل متساوٍ على الجهاز، فسيكون هناك مناطق باردة. يجب قضاء بعض الوقت في ضبط مواقع المصابيح لضمان تسخين كل جزء من الرقاقة بشكل متساوٍ.
ونعم، هذه المصابيح تصبح ساخنة جدًا. إذا لم يتم عزل هيكل الجهاز بشكل صحيح، فسيؤدي ذلك إلى تسخين الهواء في الغرفة. وإذا حدث ذلك، فسيضطر نظام التهوية إلى العمل بجهد أكبر لتبريد الغرفة مرة أخرى، وبالتالي يتم إهدار كل الوفورات في استهلاك الطاقة.
التركيب والصيانة
الخبر الجيد هو أننا صممنا هذه الأجهزة لتكون بديلاً سهلاً لأجهزة التسخين التقليدية. التوصيل الكهربائي سهل للغاية.
لكن يجب الانتباه إلى استخدام جهاز تحكم PID سريع الاستجابة. بدونه، قد ترتفع درجة الحرارة أكثر من اللازم، وهو أمر خطير عند التعامل مع الرقائق الحساسة.
كما أن الكوارتز هش، وأي اصطدام قد يؤدي إلى تكسر الأنابيب. لذلك، نستخدم حوامل واقية لمنع ذلك. قد يؤدي ذلك إلى فقدان بعض الكفاءة، لكن ذلك يستحق العناء من أجل تجنب أي مشاكل.