การลดการใช้พลังงานในโรงงานผลิตชิป: การเปลี่ยนมาใช้ระบบการให้ความร้อนด้วยแสงอินฟราเรด
พูดตามตรงแล้ว โรงงานผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์นั้นใช้พลังงานมหาศาลจริงๆ อุปกรณ์เก่าๆ ในห้องที่มีสภาพแวดล้อมสะอาดยังคงใช้ระบบการให้ความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้า ซึ่งเป็นวิธีที่สิ้นเปลืองพลังงานมาก นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมหลายโรงงานจึงหันมาใช้ระบบการให้ความร้อนด้วยแสงอินฟราเรดแทน ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่า
เหตุผลที่วิธีนี้ได้ผล
เครื่องให้ความร้อนแบบปกติจะพยายามทำให้อากาศร้อนขึ้นเพื่อให้ชิปร้อนขึ้นด้วย ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมาก แต่หลอดอินฟราเรดนั้นทำงานแตกต่างออกไป เพราะมันใช้รังสีในการให้ความร้อน ทำให้โฟตอนไปถึงวัตถุที่ต้องการให้ร้อนได้โดยตรง จึงไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงานไปกับการทำให้อากาศร้อนขึ้น นอกจากนี้ การใช้หลอดอินฟราเรดแบบความหนาแน่นสูงยังช่วยให้เวลาในการให้ความร้อนลดลงอย่างมาก และเนื่องจากวงจรการให้ความร้อนมีความสั้นลง จึงทำให้ใช้พลังงานน้อยลงด้วย
การเลือกสเปกที่เหมาะสม
หากคุณต้องการปรับปรุงโรงงานเก่า คุณไม่สามารถนำอุปกรณ์มาใช้ได้เลย คุณต้องพิจารณาถึงความหนาแน่นของพลังงานด้วย เรามักจะใช้หลอดควอตซ์ที่มีกำลังสูง พร้อมกับเครื่องสะท้อนแสง เพื่อให้ความร้อนอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม แต่คุณต้องเลือกความยาวคลื่นให้เหมาะสมกับวัสดุของชิปด้วย หากไม่เป็นเช่นนั้น พลังงานก็จะสูญเปล่าไป ดังนั้นเราจึงใช้เครื่องสะท้อนแสงที่เคลือบด้วยทองคำ ซึ่งดูเหมือนจะซับซ้อน แต่จริงๆ แล้วมันมีประโยชน์มาก เพราะช่วยให้สามารถใช้กำลังไฟฟ้าน้อยลง แต่ก็ยังสามารถรักษาอุณหภูมิของพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ ผลลัพธ์ก็เหมือนเดิม แต่ค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าก็ลดลง
ข้อเสีย
อย่างไรก็ตาม การอัปเกรดมาใช้ระบบอินฟราเรดนั้นไม่ใช่วิธีที่สมบูรณ์แบบเสมอไป หลอดอินฟราเรดที่มีกำลังสูงจะสร้างความร้อนมหาศาล หากคุณนำหลอดอินฟราเรดมาใช้ในตัวเครื่องที่ถูกออกแบบมาสำหรับหลอดให้ความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้า ก็อาจทำให้ตัวเครื่องเสียหายได้ ดังนั้นคุณต้องแน่ใจว่าระบบระบายความร้อนของคุณสามารถรับมือกับความร้อนที่เกิดขึ้นได้ ผมมักแนะนำให้ใช้ตัวควบคุม PID และเครื่องวัดอุณหภูมิที่ตอบสนองได้รวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิสูงเกินไป และช่วยให้การใช้พลังงานลดลง อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้งานได้ดี แต่คุณก็ต้องปรับโลจิกการควบคุมให้เหมาะสมกับความเร็วในการตอบสนองของระบบอินฟราเรดด้วย