Hãy cùng nói về những chiếc đèn hồng ngoại phủ vàng được sử dụng trong quy trình chế tạo semiconductors. Xu hướng sử dụng các tiêu chuẩn “xanh” và không chứa chì trong quy trình sản xuất semiconductors là điều hiển nhiên, nhưng điều này lại gây ra khá nhiều khó khăn cho mọi người. Những lò sấy truyền thống thì thật sự rất lãng phí năng lượng; chúng tiêu tốn rất nhiều năng lượng để làm nóng không khí và các bức tường của buồng sấy, trong khi bản thân linh kiện vẫn chưa nhận được nhiệt độ cần thiết.
Đó chính là lúc những chiếc đèn hồng ngoại phủ vàng phát huy tác dụng. Thay vì làm nóng toàn bộ căn phòng, những chiếc đèn này chỉ tập trung nhiệt lượng vào bề mặt của linh kiện. Điều này giống như việc sử dụng đèn chiếu sáng trực tiếp thay vì bật tất cả các đèn trong nhà.
Bí mật nằm ở lớp vàng phủ trên bề mặt đèn. Thông thường, các đèn thạch anh phát ra nhiệt lượng ở nhiều bước sóng khác nhau. Nhưng khi sử dụng chúng để gia nhiệt các chất dùng trong quy trình sản xuất semiconductors, chúng ta không thể sử dụng toàn bộ nhiệt lượng đó. Nếu làm vậy, bề mặt linh kiện sẽ bị cháy trước khi phần bên trong kịp đạt đến nhiệt độ cần thiết.
Bằng cách phủ một lớp vàng mỏng lên bề mặt thạch anh, chúng ta có thể tạo ra một bộ lọc. Bộ lọc này sẽ phản xạ lại những tia bức xạ có bước sóng dài, đồng thời giúp giữ lại những tia bức xạ có bước sóng ngắn – những tia có tác dụng gia nhiệt thực sự. Kết quả là nhiệt độ sẽ tăng lên nhanh chóng.
Tại sao điều này lại có lợi cho Trái Đất? Quy trình hàn không chứa chì đòi hỏi phải duy trì nhiệt độ ở mức cực kỳ chính xác. Nếu nhiệt độ quá cao, wafer sẽ bị hỏng; còn nếu nhiệt độ quá thấp, việc kết dính các linh kiện sẽ thất bại.
Với đèn hồng ngoại, chúng ta có thể kiểm soát nhiệt độ một cách dễ dàng. Chỉ cần bật công tắc, đèn sẽ hoạt động ngay. Ngược lại, khi tắt công tắc, đèn sẽ ngừng hoạt động ngay lập tức. Không cần phải chờ đợi lò sấy “đạt nhiệt độ”, điều này giúp tiết kiệm rất nhiều điện năng. Ngoài ra, chúng ta cũng tránh được những khí độc hại thường xuất hiện trong quá trình sấy bằng dung môi.
Một vài điều cần lưu ý: Dù đây là giải pháp tuyệt vời, nhưng chúng ta vẫn cần chú ý đến việc làm mát. Nếu vỏ đèn không được thiết kế để chịu được mức nhiệt cao như vậy, dây điện có thể bị chảy hoặc các bộ phận phản chiếu ánh sáng có thể bị biến dạng. Tôi luôn khuyên nên sử dụng kèm với đèn này một thiết bị đo nhiệt độ và bộ điều khiển PID. Điều này giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tránh việc làm hỏng linh kiện.
Nếu nguồn điện có thể chịu được mức công suất cao của đèn, thì chúng ta có thể dễ dàng lắp đèn này vào hệ thống sản xuất hiện có. Đây có lẽ là cách dễ nhất để đáp ứng các yêu cầu về môi trường mà không làm chậm quá trình sản xuất.