Prawidłowe kontrolowanie ciepła przy wytwarzaniu chipów kwantowych
Gdy przechodzimy od produkcji standardowej elektroniki do chipów kwantowych, szybko zdajemy sobie sprawę, że ciepło stanowi poważny problem. Nie można po prostu „podgrzać” płytki.
Dlatego używamy stacji grzewczych na podstawie diod IR o krótkich falach. Można to porównać do precyzyjnego uderzenia ciepłem. Zamiast podgrzewać całą płytkę, te lampy oddziałują dokładnie w tym miejscu, gdzie to konieczne, dzięki czemu substrat nie ulega odkształceniu podczas pracy.
Moc grzewcza
Stacje te są projektowane tak, aby mogły obsługiwać dużą moc grzewczą. Gdy uruchamiamy lampę IR o wysokim napięciu, ciepło pojawia się natychmiast.
W czystym pomieszczeniu szybkość jest kluczowa – trzeba osiągnąć żądaną temperaturę natychmiast, a nie za dziesięć minut. W przeciwnym razie istnieje ryzyko utlenienia lub zanieczyszczenia. Ale tu jest problem: potrzebna jest całkowita stabilność. Jeśli moc grzewcza zmieni się choćby o 5%, na waferze kwantowym pojawią się gorące punkty. A w tym biznesie taki stan rzeczy jest katastrofalny.
Dlaczego kwarc?
Używamy rurek kwarcowych wypełnionych halogenem. Kwarc ma tę zaletę, że pozwala na przeniknięcie promieniowania IR bez ich pochłaniania przez samą lampę.
Niektóre z naszych urządzeń mają nawet specjalne powłoki, które zmieniają spektrum emisji. To bardzo ważne – zapewnia to efektywne rozpraszanie ciepła w warstwach płytki, a nie tylko jej powierzchni. Używamy złączy typu R7s lub Sk15, ponieważ dobrze funkcjonują. Ponadto, gdy lampa się w końcu wygaśnie, można ją wymienić w ciągu sekund, bez konieczności demontowania całej maszyny.
Rzeczywistość w warsztacie
Bądźmy szczerzy: wysokiej mocy ogrzewanie IR ma swoją cenę. Czas obróbki maleje, co jest świetne, ale te stacje wytwarzają ogromną ilość ciepła w pomieszczeniu.
Jeśli system wentylacji nie jest w stanie poradzić sobie z tak dużą ilością ciepła, wartości temperatury będą się zmieniać. To frustrujące. Aby temu zapobiec, zalecamy używanie kontrolerów PID z zamkniętym obwodem. Dzięki temu temperatura pozostaje stała, a chip kwantowy nie ucierpi podczas procesu obróbki.