Tạo nhiệt trong môi trường chân không: Giải pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại
Khi làm việc với các tấm bán dẫn, điều cuối cùng mà chúng ta mong muốn chính là sự xuất hiện của bụi bẩn hoặc các phân tử lạ gây hỏng hóc cho sản phẩm. Nhưng chúng ta vẫn cần nhiệt để xử lý các tấm bán dẫn này. Vấn đề là: chúng ta không thể thổi không khí nóng vào môi trường chân không được, vì ở đó không có khí.
Đó chính là lý do tại sao chúng ta sử dụng các thiết bị sưởi bằng bức xạ hồng ngoại phù hợp với môi trường chân không. Thay vì cố gắng làm ấm toàn bộ môi trường xung quanh, chúng ta chỉ cần chiếu năng lượng hồng ngoại trực tiếp vào vật thể cần được làm nóng. Phương pháp này rất hiệu quả, và không ảnh hưởng đến môi trường chân không.
Cơ sở vật lý đằng sau phương pháp này
Vì chúng ta không thể dựa vào hiệu ứng đối lưu để truyền nhiệt, nên bức xạ chính là công cụ duy nhất chúng ta có thể sử dụng. Chúng ta thường sử dụng các đèn hồng ngoại sóng ngắn. Tại sao? Bởi vì chúng có thể xuyên qua vật liệu nhanh hơn nhiều so với các đèn hồng ngoại sóng dài.
Khi chọn các thiết bị này, chúng ta cần chú ý đến mật độ năng lượng mà chúng tạo ra. Chúng ta sử dụng các phần tử thạch anh có công suất cao, giúp đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây thôi. Rất nhanh thật. Điều này giúp rút ngắn thời gian xử lý. Khi không phải chờ đợi cho đến khi vật liệu được làm nóng, chúng ta sẽ tiết kiệm được năng lượng sử dụng cho mỗi tấm bán dẫn. Rất đơn giản phải không?
Những điều cần lưu ý
Bạn không thể sử dụng bất kỳ loại đèn nào cũng được. Thủy tinh thông thường rất kém hiệu quả trong môi trường chân không – nó có thể vỡ dưới áp lực, hoặc giải phóng các chất gây ô nhiễm, làm giảm chất lượng sản phẩm. Chúng ta chỉ sử dụng thạch anh tổng hợp có độ tinh khiết cao. Chúng ta cũng sử dụng dây tóc wolfram để đảm bảo rằng các đèn không bị hỏng trong quá trình làm nóng và làm nguội nhanh. Ngay cả các chi tiết kết nối cũng cần phải chịu được áp suất chân không. Một chút rò rỉ nhỏ cũng có thể khiến áp suất trong buồng chân không giảm xuống, và lúc đó, các thiết bị sẽ trở thành “vật vô dụng”.
Giảm lượng carbon thải và chi phí
Hầu hết các thiết bị cũ sử dụng phương pháp sưởi bằng lò điện trở. Điều này có nghĩa là chúng ta phải làm nóng một khối thép lớn chỉ để làm nóng tấm bán dẫn. Đó là sự lãng phí năng lượng khổng lồ. Bằng cách sử dụng bức xạ hồng ngoại, chúng ta chỉ cần làm nóng những phần thực sự cần được làm nóng. Như vậy, chúng ta có thể tiết kiệm được năng lượng sử dụng cho mỗi lô sản xuất. Đó là cách đơn giản để làm cho quy trình sản xuất trở nên “xanh” hơn, mà không làm giảm chất lượng sản phẩm.