چرا لامپهای مادون قرمز با سپر کوارتزی در کارخانههای تولید نیمههادیها اهمیت دارند؟
اگر هنوز از روش گرم کردن هوا برای فرآیندهای تولید نیمههادیها استفاده میکنید، در واقع در حال انتظار هستید. باید کل اتاق را گرم کنید؛ یعنی هر اینچ مکعب از هوا را گرم کنید، تا قطعه کار شروع به گرم شدن کند. این روش خیلی آهسته و پرزحمت است.
استفاده از روش گرمایش مادون قرمز، اوضاع را تغییر میدهد. در این روش، به جای انتظار برای حرکت هوای گرم، تابش الکترومغناطیسی مستقیماً به سمت قطعه کار ارسال میشود. این مانند تفاوت بین گرم کردن یک اتاق با استفاده از هیتر و قرار گرفتن در معرض نور خورشید است؛ در این روش، گرما بلافاصله احساس میشود.
راز، در کوارتز نهفته است.
ما از سپرهای شیشهای کوارتزی برای محافظت از لامپها استفاده میکنیم؛ دلایل زیادی برای این کار وجود دارد. اولاً، این سپرها از عناصر گرمایشی در برابر آلودگیها و گازهای موجود در فرآیند تولید محافظت میکنند. اما مهمتر از آن، کوارتز اجازه میدهد تا تابش مادون قرمز با طول موج کوتاه از میان آن عبور کند.
این روش باعث میشود که سرعت گرم شدن قطعه کار بسیار بالا باشد. در این روش، از روش گرمایش سنتی استفاده نمیشود؛ بلکه فوتونها مستقیماً به سمت قطعه کار ارسال میشوند. در نتیجه، مرحله گرم شدن قطعه کار کاملاً حذف میشود.
اما نکته مهم این است که کیفیت کوارتز بسیار مهم است. اگر از شیشههای کمخلوص استفاده کنید، مشکلات زیادی پیش خواهد آمد؛ ممکن است نقاط گرم خاصی در قطعه کار ایجاد شود، یا حتی سپر در همان لحظه شکسته شود. ما از کوارتزهای با کیفیت بالا استفاده میکنیم تا بتوانند در برابر شوکهای حرارتی مقاومت کنند؛ زیرا در کارخانههای واقعی، شرایط بسیار دشوار است.
اما این روش، راه حل کاملی نیست.
مادون قرمز سریع است، اما جهتدار است. هوای گرم میتواند از اطراف قطعه کار عبور کند؛ اما مادون قرمز چنین نیست. اگر محل قرارگیری لامپها مناسب نباشد، گرمایش قطعه کار ناهموار خواهد بود.
بنابراین، باید به دقت روی محل قرارگیری لامپها و ساختار سپرها توجه کنید تا کل قطعه کار به یک شکل گرم شود. اگر در فضایی تنگ کار میکنید، باید تعادل مناسبی بین تعداد لامپها و سیستم خنککننده برقرار کنید؛ تا قطعه کار بیش از حد گرم نشود.
در نهایت، استفاده از روش مادون قرمز، صرفاً جایگزینی یک قطعه است؛ بلکه روشی کاملاً متفاوت برای انجام کارها است. در این روش، از گرمایش آهسته و مداوم، به جای گرمایش سریع و هدفمند، استفاده میشود.