หากคุณเคยมีส่วนร่วมในการออกแบบเตาอบสำหรับห้องปลอดฝุ่นที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ คุณก็คงเข้าใจดีถึงปัญหา “ผนังที่ร้อนเกินไป” นี้ดี
มันเป็นปัญหาที่พบได้บ่อย โดยปกติแล้วเราจะใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยการไหลเวียนของอากาศ แต่อากาศเหล่านั้นไม่ได้อยู่แค่ในบริเวณที่เราต้องการเท่านั้น มันจะกระจายไปทั่ว และในไม่ช้า ผนังภายนอกของเตาก็จะร้อนจนไม่สามารถสัมผัสได้ ซึ่งนั่นเป็นปัญหาด้านความปลอดภัย และยังเป็นการสูญเสียพลังงานอย่างมากอีกด้วย
เราจึงตัดสินใจเลิกสู้กับอากาศเหล่านั้น และหันมาใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดแทน นั่นคือเหตุผลที่เราเลือกใช้วิธีการนี้
วิธีการทำงานจริงๆ
ลองนึกภาพการให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดเหมือนกับการใช้ไฟฉายมากกว่าการใช้เครื่องทำความร้อนทั่วไป แทนที่จะให้ความร้อนกับทั้งห้อง มันจะส่งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวเท่านั้น
ด้วยการวางตำแหน่งของหลอดไฟให้เหมาะสม และใช้ตัวสะท้อนรังสี เราก็สามารถส่งพลังงานไปยังชิปหรือวัสดุที่เราต้องการได้โดยตรง ความร้อนจะไปอยู่ในบริเวณที่จำเป็นเท่านั้น ดังนั้นผนังของเตาก็จะไม่ร้อนเกินไป
ประสิทธิภาพและข้อจำกัด
เมื่อเราใช้หลอดอินฟราเรดที่มีกำลังสูงในพื้นที่ขนาดเล็ก ความหนาแน่นของความร้อนก็จะสูงมาก ความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก นอกจากนี้ เรายังสามารถให้ความร้อนกับบริเวณเฉพาะได้ โดยไม่ทำให้ส่วนอื่นของเตาร้อนขึ้น
แต่ก็มีข้อจำกัดอยู่บ้าง นั่นคือเราต้องมีความแม่นยำสูงในการวางตำแหน่งของเซ็นเซอร์ หากเซ็นเซอร์อยู่ในตำแหน่งที่ผิดเพียงเล็กน้อย ความร้อนก็จะสูงเกินไปก่อนที่ระบบจะสามารถควบคุมได้ มันเป็นเรื่องของความแม่นยำจริงๆ
สภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น
สิ่งที่ดีที่สุดคือ เมื่อเราไม่ต้องเสียพลังงานไปกับการทำให้ผนังร้อน เราก็สามารถลดการใช้วัสดุกันความร้อนที่มีขนาดใหญ่ และระบบระบายความร้อนที่มีเสียงดังได้
เครื่องจักรก็จะมีขนาดเล็กลง ดูสะอาดขึ้น และที่สำคัญที่สุดคือ พนักงานก็จะไม่มีความเสี่ยงที่จะถูกไฟไหม้จากการเอาตัวไปแตะกับเครื่องจักร คุณจะสามารถควบคุมเครื่องจักรได้อย่างเต็มที่ และเครื่องจักรก็จะปลอดภัยสำหรับการใช้งานจริงๆ