วิธีรับมือกับปัญหาความร้อนที่แผ่ออกมาจากอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
หากคุณเคยใช้อุปกรณ์ปล่อยรังสีอินฟราเรดที่มีกำลังสูงในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ คุณคงเข้าใจดีถึงความยากลำบากที่เกิดขึ้น คุณต้องต่อสู้กับความร้อนที่แผ่ออกมาอย่างต่อเนื่อง
หากไม่มีวิธีจำกัดความร้อนไว้ ความร้อนก็จะแผ่ออกไปทุกทิศทาง รวมถึงไปยังผนังของอุปกรณ์ด้วย นั่นเป็นเรื่องที่น่าปวดหัวมาก ไม่เพียงแต่จะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเท่านั้น แต่ยังทำให้อุปกรณ์มีอุณหภูมิสูงจนอาจทำให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับบาดเจ็บ หรือทำให้ชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์เสียหายได้ด้วย
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้ฝาปิดที่ทำจากเซรามิก วัตถุประสงค์ก็คือเพื่อบังคับให้ความร้อนไปในทิศทางที่ควรจะเป็น
การบังคับให้ความร้อนเคลื่อนที่ในทิศทางเดียว
ปกติแล้ว ท่อควอตซ์มักจะปล่อยความร้อนออกมาในทุกทิศทาง 360 องศา ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่เมื่อต้องใช้อุปกรณ์ที่มีพื้นที่จำกัด
โดยการติดตั้งฝาปิดที่ทำจากเซรามิกคุณภาพสูง เราก็เหมือนกับการสร้างกำแพงขึ้นมาเพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนแผ่ออกไป ซึ่งเซรามิกจะทำหน้าที่เป็นอุปสรรค แทนที่ความร้อนจะแผ่เข้าไปในตัวหลอดหรือกรอบอุปกรณ์ ความร้อนก็จะถูกส่งไปยังพื้นผิวที่ต้องการแทน
รายละเอียดเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้
เราเลือกใช้เซรามิกที่มีส่วนประกอบของอะลูมินา เพราะวัสดุนี้สามารถทนต่อความร้อนสูงได้โดยไม่แตกหัก
คุณไม่สามารถใช้วัสดุราคาถูกหรือวัสดุคุณภาพต่ำได้ เพราะวัสดุเหล่านั้นจะละลายหรือไหม้ทันทีที่หลอดเริ่มทำงานด้วยกำลังสูง นั่นไม่ใช่เรื่องที่สามารถยอมรับได้เลย
แต่การติดตั้งก็ต้องทำให้เหมาะสมด้วย ถ้าช่องว่างระหว่างฝาปิดกับหลอดมากเกินไป ความร้อนก็จะแผ่ออกมา และอาจทำให้สายไฟได้รับความเสียหายได้ แต่ถ้าช่องว่างน้อยเกินไป หลอดควอตซ์ก็อาจแตกได้เมื่อมีความร้อนสูงขึ้น เราจึงต้องปรับแต่งค่าต่างๆ ให้เหมาะสม เพื่อให้ฝาปิดยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิมขณะที่หลอดเปิด-ปิด
การนำไปใช้จริง
การติดตั้งฝาปิดเหล่านี้ก็เหมือนกับการเปลี่ยนหลอดไฟธรรมดาให้กลายเป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง คุณจะได้รับความร้อนที่ควบคุมได้ดีขึ้น และผนังภายนอกของอุปกรณ์ก็จะมีอุณหภูมิที่ไม่สูงเกินไปจนทำให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับอันตราย
ขอเตือนไว้ก่อนว่า เนื่องจากคุณกำลังปิดกั้นปลายหลอดไว้ ดังนั้นส่วนกลางของหลอดควอตซ์ก็จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้นคุณต้องแน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานได้ ไม่อย่างนั้นหลอดก็อาจพังได้เพราะแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไป