หยุดการใช้พลังงานเพื่อทำความร้อนให้กับอุปกรณ์ต่างๆ แล้วหันมาใช้พลังงานเพื่อทำความร้อนให้กับแผ่นสารกึ่งตัวนำแทนดีกว่า
คุณเคยสังเกตไหมว่าอุปกรณ์สำหรับผลิตชิปบางชนิดมีลักษณะคล้ายเครื่องทำความร้อนในอวกาศ?
เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานทั่วไปนั้นมีประสิทธิภาพต่ำมาก พวกมันจะสร้างความร้อนไปทั่วห้อง ทำให้ทั้งห้องร้อนขึ้น ปัญหาก็คือ เราไม่ได้ต้องการทำความร้อนให้กับห้อง แต่เราต้องการทำความร้อนให้กับแผ่นสารกึ่งตัวนำเท่านั้น หากผนังภายในอุปกรณ์มีความร้อนสูงจนทำให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับบาดเจ็บ หรือทำให้ส่วนประกอบของเครื่องเสียหาย ก็จะเกิดปัญหาใหญ่ขึ้นมา
เราคิดว่าน่าจะมีวิธีที่ดีกว่านี้ แทนที่จะทำความร้อนให้กับทุกอย่าง เราใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดแบบมีทิศทางแทน
วิธีการทำงาน
ลองนึกภาพว่ามันเหมือนกับไฟสปอตไลท์ ไม่ใช่หลอดไฟธรรมดา ในขณะที่เครื่องทำความร้อนแบบการถ่ายเทความร้อนจะส่งอากาศร้อนไปทั่ว แต่หลอดอินฟราเรดจะส่งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทิศทางเดียว
เราจะชี้หลอดเหล่านี้ไปที่พื้นผิวของแผ่นสารกึ่งตัวนำโดยตรง แผ่นสารกึ่งตัวนำจะดูดซับพลังงานนั้นไว้ แต่อากาศรอบๆ และตัวเครื่องจะไม่ได้รับผลกระทบ
ผลลัพธ์ก็คือ แผ่นสารกึ่งตัวนำจะมีอุณหภูมิตามที่ต้องการ ในขณะที่ส่วนภายนอกของเครื่องยังคงมีอุณหภูมิที่เย็นพอที่จะสัมผัสได้ นี่เป็นสิ่งที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสบายใจมาก
ข้อจำกัดและวิธีแก้ไข
แน่นอนว่านี่ไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับแผ่นสารกึ่งตัวนำ เราจึงต้องใช้หลอดควอตซ์แบบคลื่นสั้น หลอดเหล่านี้จะส่งพลังงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง
แต่เนื่องจากพลังงานมีความเข้มสูง การจัดตำแหน่งหลอดจึงต้องแม่นยำมาก หากมีความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อย ก็จะทำให้แผ่นสารกึ่งตัวนำมีอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ แต่ก็ถือว่าคุ้มค่ากับความพยายามนี้
เรายังใช้ตัวควบคุมความแม่นยำสูงเพื่อให้มั่นใจว่าอุณหภูมิจะไม่สูงเกินไป นอกจากนี้ หลอดควอตซ์เหล่านี้ก็มีความเปราะบางมาก หากมีแรงกดมากเกินไป หลอดก็อาจแตกได้ ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ
ช่วยให้การทำงานง่ายขึ้น
เมื่อเราหยุดการสูญเสียพลังงานไปกับการทำความร้อน ทุกอย่างก็จะง่ายขึ้น ระบบทำความเย็นก็ไม่ต้องทำงานหนักเกินไป และระบบน้ำที่ใช้ในการทำความเย็นก็สามารถพักผ่อนได้บ้าง
นอกจากนี้ ผู้ปฏิบัติงานก็ไม่ต้องยืนอยู่ใกล้กับผนังที่มีความร้อนสูงตลอดเวลา สำหรับวิศวกรที่ต้องการลดการใช้พลังงานและไม่ให้ห้องผลิตกลายเป็นห้องที่มีอากาศร้อนจัด นี่ถือเป็นวิธีที่ง่ายมาก และช่วยให้การทำงานดีขึ้นอย่างมาก