Tại sao các nhà máy sản xuất bán dẫn lại từ bỏ việc sử dụng lò nung thông thường để chuyển sang sử dụng phương pháp khử ẩm bằng tia hồng ngoại?
Nếu bạn từng có cơ hội đến một nhà máy sản xuất bán dẫn gần đây, chắc hẳn bạn đã nhận thấy điều này: những chiếc lò nung kiểu đối lưu cồng kềnh kia đang dần biến mất khỏi các nhà máy. Người ta đang chuyển sang sử dụng phương pháp khử ẩm bằng tia hồng ngoại. Tại sao vậy? Bởi vì việc làm nóng cả một căn phòng chỉ để sấy khô một mảnh silic nhỏ thật là lãng phí năng lượng. Tia hồng ngoại có thể trực tiếp tác động lên vật liệu cần xử lý. Đó chính là lý do tại sao ngày nay các tiêu chuẩn “thân thiện với môi trường” hoặc “không chứa chì” thường yêu cầu sử dụng phương pháp khử ẩm bằng tia hồng ngoại.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp này khá đơn giản. Hãy tưởng tượng về một chiếc lò nung kiểu đối lưu: bạn làm nóng không khí, sau đó không khí ấy sẽ làm nóng các bức tường, và cuối cùng mới làm nóng vật liệu cần xử lý. Bạn cần những máy thổi khí mạnh để duy trì dòng khí chuyển động, và một lượng lớn năng lượng sẽ bị tổn thất qua các bức tường. Trong khi đó, phương pháp sử dụng tia hồng ngoại lại khác: nó sử dụng bức xạ điện từ để trực tiếp tác động lên vật liệu cần xử lý. Quá trình này diễn ra rất nhanh.
Nếu sử dụng tia hồng ngoại bước sóng ngắn, nó có thể xuyên sâu vào bên trong vật liệu. Điều này giúp việc xử lý các lớp vật liệu dày trở nên dễ dàng hơn, mà không gây hư hại cho bề mặt vật liệu.
Giữ cho mọi thứ sạch sẽ và không chứa chì
Việc sử dụng chất kết dính hoặc polyme không chứa chì đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác. Nếu nhiệt độ vượt quá mức cho phép, vật liệu sẽ bị biến dạng. Đó là lý do tại sao các bộ điều khiển PID được sử dụng để duy trì nhiệt độ ở mức cần thiết. Hơn nữa, phương pháp này còn giúp giảm lượng chất thải và không gây ô nhiễm môi trường. Chỉ cần dùng điện để tạo ra tia hồng ngoại thôi.
Những hạn chế
Bạn không thể đơn giản thay thế lò nung thông thường bằng bộ phát tia hồng ngoại mà hy vọng mọi thứ sẽ hoạt động tốt. Mật độ nhiệt cao hơn nhiều, vì vậy nếu cài đặt sai, vật liệu sẽ bị biến dạng. Bạn cần phải chú ý đến khoảng cách giữa các bộ phận và sử dụng vật liệu phản xạ để tránh làm hỏng khung máy. Một mẹo nữa: hãy kiểm tra mức tiêu thụ điện năng. Việc chuyển sang sử dụng tia hồng ngoại thường giúp giảm chi phí điện năng từ 30% đến 50%, điều này rất tốt. Nhưng hãy nhớ rằng hệ thống điện của bạn cần phải đủ mạnh để đáp ứng lượng điện năng cao khi các bộ phát tia hồng ngoại được kích hoạt.