بهرهبرداری حداکثری از سیستم گرمایش مادون قرمز
در صنعت فرآوری نیمههادی، زمان بسیار مهم است. برای مدتها، از روش گرمایش با هوای داغ استفاده میشد؛ اما باید صادقانه بگوییم که این روش کند عمل میکند. در واقع، این روش مانند استفاده از فن برای گرم کردن یک اتاق است؛ زمان زیادی لازم است و گرما هرگز به یک نقطه خاص نمیرسد.
به همین دلیل، به سمت روش گرمایش مادون قرمز روی آوردهایم. این روش اصلاً با جریانات هوایی درگیر نمیشود؛ گرما مستقیماً به نقطه مورد نظر منتقل میشود. اما مشکل اینجاست که تنها استفاده از یک لامپ کافی نیست؛ برای اینکه این روش مؤثر باشد، نیاز به یک منعکسکننده آلومینیومی با دقت بالا وجود دارد.
گرما در واقع به کجا میرود؟
فکر کنید به یک لامپ مادون قرمز ساده؛ این لامپ انرژی را در تمام جهات پخش میکند. بدون استفاده از منعکسکننده، نیمی از انرژی صرف گرم کردن بدنه دستگاه میشود؛ این کار واقعاً هدررفت انرژی است.
ما از منعکسکنندههای آلومینیومی با خلوص بالا استفاده میکنیم تا انرژی هدررفت شده را دوباره به سمت قطعه کار هدایت کنیم. شکل منعکسکننده نقش مهمی در این کار دارد؛ اگر بخواهیم گرما را به یک نقطه خاص هدایت کنیم، باید از منحنیهای پارابولیک استفاده کنیم؛ اگر بخواهیم گرمای یکنواختی داشته باشیم، باید از منعکسکنندههای استوانهای استفاده کنیم. این تفاوت، تفاوت بین یک چراغ قوه و یک چراغ نورپردازی است؛ یعنی میتوانیم در عرض چند ثانیه، دمای مورد نظر را در نقطه مورد نظر به دست آوریم.
چرا از آلومینیوم استفاده میکنیم؟
ما از آلومینیوم استفاده میکنیم زیرا این ماده با طیف مادون قرمز سازگاری عالی دارد. وقتی سطح آلومینیوم صیقل داده میشود، گرما را منعکس میکند و آن را جذب نمیکند. اگر خود منعکسکننده بیش از حد گرم شود، شکل آن تغییر میکند و در این صورت مشکلاتی پیش خواهد آمد.
همچنین، باید دقت زیادی در قرارگیری لامپها داشت؛ اگر لامپ در جای مناسب قرار نگیرد، نقاط گرم و سردی در قطعه کار ایجاد خواهد شد؛ این موضوع میتواند باعث خرابی قطعه کار شود. این تفاوت کوچک، اما میتواند مشکلات بزرگی ایجاد کند.
معایب استفاده از روش مادون قرمز
استفاده از روش مادون قرمز، راه حلی عالی برای کاهش فضای مورد نیاز برای دستگاههاست؛ میتوانیم از فنهای بزرگ و لولههای پیچیده استفاده نکنیم. دستگاهها کوچکتر میشوند و زمان لازم برای راهاندازی دستگاهها نیز کاهش مییابد.
اما این روش راه حل جادویی نیست؛ برای استفاده از روش مادون قرمز، نیاز به دید صاف وجود دارد. اگر قطعه کار دارای حفرههای عمیق یا گوشههای پیچیده باشد، نور مادون قرمز نمیتواند به آن نقاط برسد. هوا میتواند وارد آن نقاط شود، اما نور نمیتواند از گوشهها عبور کند. بنابراین، باید دقت زیادی در قرارگیری لامپها داشت تا از ایجاد سایهها جلوگیری شود. اگر نتوانیم نقاط مورد نظر را گرم کنیم، ناگهان فرآیند فرآوری دیگر کارآمد نخواهد بود.