کنترل دقیق گرما در تولید تراشههای کوانتومی
وقتی از ساخت الکترونیکهای معمولی به سمت تولید تراشههای کوانتومی حرکت میکنیم، متوجه میشویم که گرما مسئلهای کاملاً متفاوت است. نمیتوانیم فقط بورد را گرم کنیم.
به همین دلیل، از ایستگاههای گرمایشی دیجیتال با لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج استفاده میکنیم. میتوان آن را مانند یک حمله گرمایی دقیق در نظر گرفت؛ این لامپها دقیقاً به نقاط مورد نیاز نور تابانده میشوند، بنابراین سطح بورد در حین کار تغییر شکل نمیدهد.
مسئله توان
ما این ایستگاهها را طوری طراحی کردهایم که بتوانند توان زیادی را مدیریت کنند. وقتی یک لامپ مادون قرمز با ولتاژ بالا روشن میشود، گرما بلافاصله ایجاد میشود.
در اتاقهای پاک، سرعت بسیار مهم است؛ باید دمای مورد نظر را فوراً به دست آوریم، نه بعد از ده دقیقه؛ در غیر این صورت، خطر اکسیداسیون یا آلودگی وجود دارد. اما مشکل اینجاست که باید استابیلیت کاملی وجود داشته باشد؛ اگر توان لامپ حتی ۵ درصد تغییر کند، نقاط گرمی روی ویفر کوانتومی ایجاد خواهد شد. و در این صنعت، وجود نقاط گرمی یعنی فاجعه.
چرا کوارتز؟
ما از لامپهای کوارتزی پر از هالوژن استفاده میکنیم. کوارتز عالی است، زیرا اجازه میدهد تشعشعات مادون قرمز کوتاهامواج به راحتی از آن عبور کنند، بدون اینکه لامپ آنها را جذب کند.
برخی از دستگاههای ما حتی دارای پوششهای ویژهای هستند که طیف تشعشعات را تغییر میدهند؛ این موضوع بسیار مهم است، زیرا باعث میشود گرما واقعاً وارد لایههای PCB شود، نه اینکه فقط سطح بالایی آن را آسیب بزند. ما از کانکتورهای R7s یا Sk15 استفاده میکنیم؛ زیرا این کانکتورها کارایی خوبی دارند. علاوه بر این، وقتی لامپ خراب میشود، میتوان آن را در عرض چند ثانیه تعویض کرد، بدون نیاز به تعمیر کل دستگاه.
واقعیت کارخانه
باید صادق باشیم: گرمایش با توان بالا هزینههایی دارد. زمان تولید کاهش مییابد، که خوب است، اما این ایستگاهها مقدار زیادی گرما را در اتاق تولید میکنند.
اگر سیستم تهویه نتواند توان تولید شده را کنترل کند، دمای اتاق دچار نوسان خواهد شد. این موضوع آزاردهنده است. برای جلوگیری از این مشکل، پیشنهاد میکنیم از کنترلرهای PID استفاده کنیم؛ این کنترلرها باعث میشوند دمای اتاق ثابت و کنترلشده باقی بماند، تا تراشه کوانتومی در حین فرآیند تولید آسیب نبیند.