ทำไมเราถึงเลิกใช้ลมร้อนแล้วหันมาใช้คลื่นอินฟราเรดแทน
หากคุณยังคงใช้ลมร้อนในการประมวลผลชิปเซมิคอนดักเตอร์ ก็เหมือนกับว่าคุณกำลังรอเวลาอยู่เท่านั้นเอง
ลองคิดดูสิ ลมร้อนนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการนำความร้อนโดยอาศัยการไหลเวียนของอากาศ คุณต้องทำให้อากาศร้อนขึ้นก่อน จากนั้นจึงหวังว่าอากาศนั้นจะนำความร้อนมาสู่ชิ้นส่วนที่คุณต้องการประมวลผล แต่วิธีนี้ช้ามาก และมีช่วงเวลาที่ต้องรออยู่เปล่าๆ
แต่คลื่นอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันไม่จำเป็นต้องใช้อากาศในการนำความร้อน เพราะมันสามารถส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังชิ้นส่วนโดยตรงได้ วิธีนี้รวดเร็วกว่ามาก
เวลามีความสำคัญมาก
ในห้องควบคุมความสะอาด เวลาคือทุกสิ่งทุกอย่าง ทุกวินาทีที่คุณต้องรอให้อุณหภูมิในห้องเข้าสู่สภาพสมดุล ก็เท่ากับเป็นการสูญเสียเงินไปโดยเปล่าประโยชน์
ส่วนการใช้ลมร้อนนั้น กระบวนการทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นนั้นช้ามาก แต่ด้วยคลื่นอินฟราเรด คุณสามารถทำให้อุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที คุณไม่จำเป็นต้องรอให้อากาศร้อนขึ้นก่อนที่จะเริ่มประมวลผล นั่นหมายความว่ากระบวนการประมวลผลจะรวดเร็วขึ้น และเครื่องจักรก็สามารถมีขนาดเล็กลงได้ เพราะไม่จำเป็นต้องมีถังเก็บลมร้อนขนาดใหญ่อีกต่อไป
รายละเอียดของการออกแบบ
เราไม่ได้แค่นำหลอดไฟมาใส่ไว้ในกล่องเท่านั้น เราออกแบบตัวเครื่องจากสแตนเลสคุณภาพสูง แต่สิ่งที่สำคัญคือรูปร่างของตัวเครื่อง เราออกแบบให้โลหะสามารถสะท้อนคลื่นอินฟราเรดกลับมายังชิ้นส่วนที่ต้องการประมวลผลได้
วิธีนี้จะทำให้ความร้อนอยู่ที่ชิ้นส่วนโดยตรง แทนที่จะแผ่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักร
แต่มีปัญหาอยู่อย่างหนึ่ง นั่นก็คือหลักฟิสิกส์ สแตนเลสกับหลอดไฟควอตซ์นั้นมีอัตราการขยายตัวที่แตกต่างกันเมื่ออยู่ในสภาพอุณหภูมิสูง หากคุณถอดหลอดไฟออกมาแน่นเกินไป หลอดไฟก็อาจแตกได้ในช่วงที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว นั่นเป็นปัญหาใหญ่มาก
เพื่อป้องกันปัญหานี้ เราจึงออกแบบให้มีช่องว่างในตัวเครื่อง เพื่อให้วัสดุมีพื้นที่ในการขยายตัว และไม่ให้มีอะไรแตกหัก
ข้อเสียของคลื่นอินฟราเรด
อย่างไรก็ตาม คลื่นอินฟราเรดก็ไม่ใช่วิธีที่สมบูรณ์แบบเสมอไป มันมีข้อเสียเช่นกัน
ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือ “เส้นทางการส่งความร้อน” เนื่องจากเป็นความร้อนแบบรังสี หากชิ้นส่วนใดถูกปิดบังหรอกอยู่ในที่มืด ชิ้นส่วนนั้นก็จะไม่ได้รับความร้อนเลย ส่วนชิ้นส่วนอื่นๆ ก็จะร้อนขึ้น
เพื่อแก้ปัญหานี้ คุณไม่สามารถแค่นำหลอดไฟมาวางไว้เฉยๆ ได้ คุณต้องออกแบบมุมการส่งความร้อนให้เหมาะสม เรามักจะใช้หลอดไฟหลายดวงเพื่อให้ความร้อนสามารถเข้าถึงทุกมุมของชิ้นส่วนได้ แม้ว่าจะต้องมีการวางแผนเพิ่มเติม แต่ความรวดเร็วที่ได้รับก็คุ้มค่ามาก