Як правильно нагрівати в вакуумі: підхід з використанням інфрачервоного світла
Коли ви працюєте з полупровідниковими пластинами, останнє, чого ви хочете, – це щоб якась частинка пилу чи додаткова молекула зіпсували всю партію продукції. Але все одно потрібен тепло. Проблема у тому, що у вакуумі неможливо просто розпускати гаряче повітря – адже повітря там взагалі немає.
Саме тут на допомогу приходять інфрачервоні обігрівачі, сумісні з умовами вакууму. Замість того, щоб нагрівати всередину камери, ми просто направляємо випромінювальну енергію безпосередньо на об’єкт нагріву. Це ефективний та простий спосіб, який не порушує умов вакууму.
Фізика процесу (без складних формул)
Оскільки неможливо покладатися на процес конвекції, випромінювання є єдиним засобом нагріву. Ми зазвичай використовуємо лампи з короткохвильовим інфрачервоним світлом. Чому? Тому що вони значно швидше проникають крізь матеріал, ніж лампи з довгохвильовим світлом.
При виборі таких ламп ми звертаємо увагу на їхню потужність. Ми використовуємо кварцові елементи великої потужності, які дозволяють досягти бажаної температури за кілька секунд.
Це дуже швидко. І це значно скорочує час обробки. Коли не потрібно чекати, поки все нагріється, витрачається менше електроенергії на одну пластину. Просто так.
„Підводні камені“: матеріали та процес вивільнення газів
Не можна просто використовувати будь-яку лампу. Стандартне скло є проблемою у вакуумі – воно може тріснути під тиском чи почати вивільняти домішки, що завдасть шкоди якості продукції.
Ми використовуємо синтетичний кварц високої чистоти. Також використовуються вольфрамові філаменти, щоб лампи не ламалися під час швидкого нагрівання та охолодження. Навіть ущільнювачі та з’єднувачі мають бути призначені для роботи у вакуумі. Одна маленька протікання може призвести до різкого зниження тиску в камері, а це означає втрату коштів.
Зменшення витрат на енергію
Більшість старих систем використовують для нагріву резистивні печі. Це означає, що потрібно нагрівати велику кількість сталі лише для того, щоб нагріти пластину. Це значна втрата енергії.
Використовуючи інфрачервоне світло, ми нагріваємо лише ту частину, яка дійсно потребує нагріву. Ми ігноруємо решту камери та зосереджуємося виключно на пластині.
Менша кількість теплоти означає меншу кількість кіловат-годин на одну партію продукції. Це простий спосіб зробити процес виробництва більш екологічним, не жертвуючи при цьому продуктивністю.