ทำไมเราถึงใช้หลอดไอน้ำอินฟราเรดที่มีการเคลือบด้วยทองคำสำหรับการผลิตชิปซีมิคอนดักเตอร์ที่ปราศจากตะกั่ว
วงการซีมิคอนดักเตอร์กำลังพยายามหันมาใช้มาตรฐานที่ “เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม” และปราศจากตะกั่ว ซึ่งฟังดูดีมาก แต่ในทางปฏิบัติแล้วกลับสร้างปัญหามากมายในกระบวนการผลิต เตาอบแบบเดิมๆ นั้นมีประสิทธิภาพต่ำมาก มันใช้พลังงานไปมากมายเพื่อให้อากาศและผนังของเตาอบร้อนขึ้น ก่อนที่จะสามารถให้ความร้อนกับชิ้นงานได้
นั่นคือเหตุผลที่เราเปลี่ยนมาใช้หลอดไอน้ำอินฟราเรดที่มีการเคลือบด้วยทองคำแทน แทนที่จะรอให้อากาศร้อนขึ้น เราก็สามารถส่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการได้โดยตรง
เสน่ห์ของการเคลือบด้วยทองคำ
หลอดควอตซ์ธรรมดาจะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างมาก ปัญหาก็คือ คุณไม่ต้องการให้ตัวเครื่องหรือวัสดุที่ใช้ในการผลิตร้อนเกินไป คุณแค่ต้องการให้จุดที่ต้องการร้อนขึ้นเท่านั้น
การเคลือบทองคำลงบนควอตซ์จะช่วยสร้างตัวกรองที่สามารถคัดเลือกความยาวคลื่นของรังสีได้ โดยจะทำให้รังสีความยาวคลื่นยาวสะท้อนกลับไปยังไส้หลอด ส่วนรังสีความยาวคลื่นสั้นก็จะสามารถผ่านเข้ามาได้
ผลลัพธ์ก็คือ ความร้อนจะไปถึงวัสดุที่ใช้ในการผลิตทันที ไม่ต้องรอ ไม่ต้องเสียเวลาในการทำให้ห้องร้อนขึ้น นี่คือวิธีที่ช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก
การประหยัดพลังงาน (และประหยัดเวลา)
สิ่งที่สำคัญก็คือ วัสดุที่ใช้ในการผลิตชิปซีมิคอนดักเตอร์ที่ปราศจากตะกั่วจำเป็นต้องมีอุณหภูมิสูงกว่าวัสดุที่มีตะกั่ว หากยังคงใช้วิธีการให้ความร้อนแบบเดิม ค่าไฟฟ้าก็จะสูงขึ้น และเวลาในการผลิตก็จะยาวนานขึ้น ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าหงุดหงิดมาก
หลอดไอน้ำอินฟราเรดที่มีการเคลือบด้วยทองคำช่วยแก้ปัญหานี้ได้ เพราะความร้อนสามารถถูกส่งไปยังจุดที่ต้องการได้โดยตรง ทำให้ใช้พลังงานน้อยลง นอกจากนี้ ยังไม่มีสารเคมีหรือก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ต้องกังวลอีกด้วย มันเป็นวิธีการที่ง่ายและปลอดภัย
สิ่งที่ควรระวัง
แม้ว่าวิธีนี้จะดีมาก แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน นั่นคือ ความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นสูงมาก ดังนั้น หากไม่มีระบบระบายความร้อนที่ดี ก็อาจทำให้ตัวเครื่องร้อนเกินไปได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายได้
อีกหนึ่งเคล็ดลับคือ ควรระวังเรื่องแรงดันไฟฟ้าด้วย แรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปอาจทำให้ไส้หลอดเสียหายได้ นอกจากนี้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวควบคุมมีความเร็วที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของหลอดไอน้ำอินฟราเรด หากตัวควบคุมมีความเร็วไม่เพียงพอ ก็อาจทำให้อุณหภูมิสูงเกินไป และทำให้ชิปเสียหายได้