การลดการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการบรรจุชิปด้วยเทคโนโลยีอินฟราเรดอัจฉริยะ
การผลิตชิปสำหรับวงจรรวมนั้นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก หากมองไปที่ขั้นตอนการอบและทำให้ชิ้นส่วนแห้ง จะเห็นว่ามีการใช้เตาอบแบบดั้งเดิมที่ใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อนกับโลหะขนาดใหญ่ พลังงานส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนเลย แต่กลับถูกนำไปใช้เพื่อทำให้ห้องอบร้อนขึ้นเท่านั้น
นั่นคือจุดที่เทคโนโลยีอินฟราเรดเข้ามามีบทบาท แทนที่จะให้ความร้อนกับห้องอบทั้งหมด อินฟราเรดจะให้ความร้อนโดยตรงกับชิ้นส่วน วิธีนี้ทั้งสะอาดกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า
การควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ
เมื่อต้องจัดการกับแผ่นซิลิคอนที่มีความละเอียดสูง ก็ไม่สามารถใช้ความร้อนสูงๆ ได้ จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิให้ถูกต้องโดยเร็ว เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายที่อาจเกิดจากความร้อนสูงเกินไป แต่ก็ต้องมีความแม่นยำด้วย
เราใช้หลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้นเพื่อสร้างความร้อนสูง ซึ่งทำได้อย่างรวดเร็วมาก ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น
แต่สิ่งที่สำคัญจริงๆ คือเซ็นเซอร์อัจฉริยะที่อยู่ในหลอดไฟ เซ็นเซอร์เหล่านี้จะคอยตรวจสอบอุณหภูมิผิวของชิ้นส่วนแบบเรียลไทม์ และลดกำลังไฟลงทันทีเมื่ออุณหภูมิถึงเกณฑ์ที่ต้องการ ดังนั้นก็จะไม่มีการสูญเสียพลังงานไปกับชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิสูงอยู่แล้ว
องค์ประกอบทางฮาร์ดแวร์
ในด้านฮาร์ดแวร์ เราใช้ภาชนะที่ทำจากควอตซ์และไส้หลอดฮาโลเจน เพื่อให้สเปกตรัมของแสงมีความแม่นยำและคาดเดาได้
ส่วนที่ “อัจฉริยะ” ก็คือวงจรการควบคุมแบบไดนามิกระหว่างหลอดไฟอินฟราเรดกับเครื่องวัดอุณหภูมิ วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่แม่นยำ ซึ่งมักเกิดขึ้นกับเตาอบแบบ PID ด้วยวิธีนี้ ก็จะไม่มีการเผาชิ้นส่วนโดยไม่ตั้งใจ
อย่างไรก็ตาม มีสิ่งหนึ่งที่ต้องระวัง นั่นคือหลอดไฟอินฟราเรดที่มีกำลังสูงจะปล่อยความร้อนออกมามาก หากพัดลมระบายความร้อนไม่เพียงพอ ความร้อนนั้นก็จะแพร่เข้าไปในตัวเครื่อง ซึ่งจะทำให้ค่าอุณหภูมิที่วัดได้ผิดเพี้ยน และทำให้การปรับตั้งค่าเครื่องยากขึ้น
ประโยชน์ต่อโลก
การเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดอัจฉริยะไม่ใช่การหาวิธีแก้ปัญหาทั้งหมดด้วยชิ้นส่วนเพียงชิ้นเดียว แต่เป็นเรื่องของการคำนวณ โดยเฉพาะปริมาณพลังงานที่ใช้ต่อแผ่นซิลิคอนหนึ่งแผ่น
เตาอบแบบเดิมต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงกว่าจะร้อนขึ้น แต่เตาอบอินฟราเรดใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น
เมื่อมองในแง่ของปริมาณพลังงานที่ใช้ต่อหน่วย ก็จะเห็นได้ว่ามีความแตกต่างกันอย่างมาก สำหรับโรงงานที่ต้องการลดการปล่อยคาร์บอน การเปลี่ยนมาใช้เตาอบอินฟราเรดอัจฉริยะน่าจะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการลดการใช้พลังงาน โดยไม่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการผลิต