جلوگیری از نشت حرارت: چرا استفاده از درپوشهای سرامیکی برای فرستندگان مادون قرمز اهمیت دارد؟
اگر قصد کاهش تأثیرات زیستمحیطی یک کارخانه تولید نیمههادی را دارید، باید ابتدا به مسئله حرارت توجه کنید. این موضوع ساده به نظر میرسد، اما در فرآیند پردازش ویفرها، هر واحد انرژی اضافی، در واقع پول و انرژیای است که بیهوده هدر میرود.
در همین جاست که استفاده از درپوشهای سرامیکی مفید میشود.
فرستندگان مادون قرمز را در نظر بگیرید؛ وقتی از لامپهای با توان بالا استفاده میکنیم، انتهای این لامپها حرارت زیادی تولید میکنند. اگر از درپوشهای فلزی استاندارد استفاده کنیم، آنها مانند اسفنج عمل کرده و انرژی را جذب کرده و آن را از جایی که واقعاً نیاز به آن است، دور میکنند.
ما این درپوشها را با درپوشهای سرامیکی با خلوص بالا جایگزین کردیم.
نکته مهم این است که سرامیکها تمایلی به انتقال حرارت ندارند؛ بنابراین با قرار دادن آنها در نقاط پایانی لامپها، حرارت مجبور میشود درون پوشش کوارتز باقی بماند. این کار باعث میشود تا تشعشعات بیشتری مستقیماً به روی سطح ویفر اعمال شود.
در نتیجه، ویفر داغتر میشود؛ اما بدنه دستگاه سردتر باقی میماند.
این یک راه حل برد-برد است؛ چون دیگر نیازی نیست با اتلاف حرارت مبارزه کنید، بنابراین میتوانید دمای مورد نظر خود را بدون افزایش مصرف انرژی، دستیابی کنید. این یکی از سادهترین راهها برای کاهش مصرف انرژی در کارخانههای تمیز است.
اما این کار آنقدر هم ساده نیست.
انتخاب سرامیک مناسب نیاز به تعادلی دارد؛ سرامیکهای حاوی آلومینا بالا برای دماهای بسیار بالا مناسب هستند، اما شکننده هستند. اگر در فرآیند کابلکشی احتیاط نکنیم، ممکن است تراشهها خراب شوند. ما مجبوریم این درپوشها را با دقت انتخاب کنیم تا بتوانند با انبساط و انقباض مداوم لولههای کوارتز کنار بیایند. اگر این کار را اشتباه انجام دهیم، ممکن است نشت هوا یا خرابی لامپ رخ دهد.
علاوه بر این، مسئله الکتریسیته نیز وجود دارد؛ در مدارهای با ولتاژ بالا، نمیتوانیم اجازه دهیم که الکتریسیته از لامپ به بدنه دستگاه سرازیر شود. سرامیک به عنوان یک دیوار عمل کرده و الکتریسیته را در جای مناسب نگه میدارد.
همچنین، این روش مزیتی برای اهداف «کارخانه سبز» نیز دارد؛ چون این درپوشها حرارت را متمرکز نگه میدارند، میتوانیم لامپها را نزدیکتر به هدف قرار دهیم، بدون اینکه سایر تجهیزات آسیب ببینند. این کار باعث کاهش فشار بر سیستمهای خنککننده میشود؛ کمتر آب مصرف میشود و کمتر انرژی صرف میشود.
همه اینها در کنار هم، باعث کاهش مصرف انرژی میشوند.