تنظیم دقیق دما در سیستمهای نیمههادی مادونقرمز
اگر واقعاً میخواهیم فشار کربنی تولیدات نیمههادی را کاهش دهیم، باید از استفاده از فرهای قدیمی مبتنی بر مقاومت خودداری کنیم. استفاده از روش گرمایش مادونقرمز، راه حل مناسبی است. اما مشکل اینجاست که اگر میخواهیم به اهداف مربوط به کاهش مصرف انرژی دست یابیم، نمیتوانیم اجازه هدررفت انرژی را دهیم.
در همین جاست که سنسورهای ترموکاپل نقش مهمی ایفا میکنند. آنها صرفاً قطعات سختافزاری نیستند؛ بلکه قلب تپنده کل سیستم هستند. آنها از از بین رفتن ویفرهای گرانقیمت جلوگیری کرده و از هدررفت انرژی نیز جلوگیری میکنند.
مشکلات مربوط به پاسخ سنسورها
ما از سنسورهای ترموکاپل با دقت بالا برای نظارت بر جریان گرمایی ناشی از لامپهای مادونقرمز استفاده میکنیم. از آنجایی که گرمایش مادونقرمز تقریباً بلافاصله اتفاق میافتد، سنسور باید بتواند با سرعت پاسخ دهد. اگر سنسور کمی دیر پاسخ دهد، کنترلکننده PID دچار اشتباهاتی میشود.
و این همان چیزی است که منجر به ایجاد «نقاط گرم» روی ویفرها میشود؛ که البته چیز مناسبی نیست.
بسته به میزان دمای مورد نظر، ما معمولاً از سنسورهای نوع K یا N استفاده میکنیم. شخصاً من ترجیح میدهم از سنسورهای نوع N استفاده کنم؛ زیرا این سنسورها در شرایط دمای بالا، عملکرد بهتری دارند.
مدیریت گرما
نصب این سنسورها در یک کارخانه «سبز»، در واقع به معنای مدیریت تراکم گرماست. لامپهای مادونقرمز با توان بالا، انرژی زیادی تولید میکنند؛ اما اگر مراقب نباشیم، این گرما میتواند سیمهای اطراف را آسیب بزند.
ما مراقبیم که سیمهای سنسورهای ترموکاپل محافظت شوند؛ چرا؟ زیرا نویزهای الکترومغناطیسی ناشی از منابع تغذیه لامپها، میتواند اندازهگیریهای دقیق را مختل کند.
همچنین، محل قرارگیری سنسور نیز مهم است؛ اگر سنسور خیلی دور باشد، اندازهگیریها دیرتر انجام میشود؛ اما اگر خیلی نزدیک به لامپ باشد، سنسور انرژی تابشی را جذب کرده و اندازهگیریها نادرست خواهد بود.
واقعیت مربوط به دقت سنسورها
باید صادق باشیم: چیزی به نام سنسور کاملاً دقیق وجود ندارد.
سنسورهای ترموکاپل با دقت بالا، اطلاعات لازم برای کاهش مصرف کربن را فراهم میکنند؛ اما نیاز به تنظیمات مداوم دارند. با گذشت زمان و تحت تأثیر چرخههای حرارتی مداوم، این سنسورها دچار اختلالاتی میشوند.
اگر به تنظیمات دقیق سنسورها توجه نکنیم، تمام صرفهجوییهایی که برای کاهش مصرف انرژی انجام دادهایم، از بین خواهد رفت؛ زیرا سنسورهای دچار اختلال، باعث میشوند که هیترها به شکل ناکارآمدی کار کنند.