دریافت انرژی حرارتی به شکل صحیح در کارخانههای هوشمند
اگر قصد ساخت یک کارخانه هوشمند را دارید، احتمالاً متوجه شدهاید که روشهای قدیمی برای مدیریت حرارت دیگر کارساز نیستند. نمیتوانید فقط دمای حرارت را بالا ببرید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود. شما به سیستمی نیاز دارید که بتواند با شما ارتباط برقرار کند.
بیشتر ما از سیستمهای مادون قرمز با بازدهی بالا برای گرم کردن ویفرها استفاده میکنیم. این روش منطقی است؛ زیرا بدون تماس فیزیکی، دقیق است و کارآمد عمل میکند. اما نکته مهم این است که فاصله بین منبع حرارتی و ویفر بسیار مهم است؛ اگر این فاصله به درستی تنظیم نشود، ویفرها خراب خواهند شد.
نقطه بهینه: فیزیک مادون قرمز و ایمنی
همه چیز به نحوه برخورد حرارت با ویفر بستگی دارد. اگر لامپ را خیلی نزدیک کنید، نواحی گرم شدیدی ایجاد خواهد شد؛ این امر منجر به استرس حرارتی میشود و هیچ کس نمیخواهد چنین اتفاقی بیفتد. اما اگر لامپ را خیلی دور کنید، انرژی از طریق دیوارههای محفظه از دست خواهد رفت؛ در نتیجه باید توان لامپ را بالا ببرید تا این اتلافات جبران شود، که در واقع هدر دادن پول است.
ما معمولاً از فلو حرارتی و خروجی طیفی لامپ برای یافتن نقطه بهینه استفاده میکنیم. مادون قرمز با طول موج کوتاه در این زمینه بسیار مفید است؛ زیرا میتواند به عمق مواد نفوذ کند، بنابراین میتوانید فاصله بیشتری را حفظ کنید بدون اینکه سرعت گرم شدن ویفر کاهش یابد.
هوشمند کردن سیستم
سختافزارها خوب هستند، اما جادوی واقعی در حلقه بازخورد نهفته است. ما سیستمهای مادون قرمز را به دستگاههای اندازهگیری دما و کنترلکنندههای PLC متصل میکنیم؛ این کار به ما امکان میدهد دمای سطح ویفر را در هر لحظه رصد کرده و توان لامپ را در عرض چند میلیثانیه تنظیم کنیم. این کار بسیار مفید است؛ اگر ویفر کمی ضخیمتر باشد یا مواد مورد استفاده کمی متفاوت باشد، سیستم به طور خودکار با این وضعیت کنار میآید. نیازی نیست مدام روی آن نظارت کنید.
توازنهای لازم (چون همیشه محدودیتهایی وجود دارد)
واقعیت این است که سیستمهای مادون قرمز با تراکم بالا، سریع عمل میکنند؛ اما این سیستمها مقدار زیادی انرژی حرارتی تولید میکنند. نمیتوانید جنبه سرمایشی را نادیده بگیرید؛ اگر سیستمهای سرمایشی شما به اندازه کافی قوی نباشند، الکترونیکهای شما دچار مشکل خواهند شد. یا حتی ممکن است از کار بیفتند.
این یک تعادل است؛ شما باید بین توان لامپ و فضای لازم برای سیستمهای سرمایشی، توازن مناسبی برقرار کنید.