جلوگیری از هدر رفتن گرما: جادوی کوارتز پوشیده شده با طلا
هنگام کار با ویفرها، به سرعت متوجه میشوید که انتقال گرما به سطح سیلیکون کار دشواری است.
مشکل اینجاست که اکثر لامپهای معمولی، انرژی را در همه جهات پخش میکنند؛ یعنی نیمی از انرژی صرف گرم کردن بدنه دستگاه میشود، نه سطح ویفر. این یک هدررفت بزرگ انرژی است.
برای رفع این مشکل، از کوارتزهای پوشیده شده با طلا استفاده میکنیم.
چرا طلا؟
طلا فقط برای زیبایی استفاده نمیشود؛ طلا در بازتاب نور مادون قرمز بسیار عالی عمل میکند. با قرار دادن لایه نازکی از طلا روی سطح کوارتز، در واقع یک آینه جهتدار ایجاد میشود.
در نتیجه، فوتونها به جای اینکه به سمت عقب پرتاب شوند، به سمت جلو هدایت میشوند. این کار باعث میشود گرمای بیشتری به سطح ویفر منتقل شود، بدون اینکه نیاز به استفاده از توان بیشتری باشد.
مهم بودن مواد
ما از کوارتز استفاده میکنیم، زیرا این ماده بسیار مقاوم است؛ میتواند در برابر چرخههای سریع گرم شدن و سرد شدن مقاومت کند، بدون اینکه ترک بخورد یا خراب شود.
در مورد طلا نیز، آن را با روش خلأیی روی سطح کوارتز قرار میدهیم؛ یعنی آن را به گونهای محکم میچسبانیم که در هنگام گرم شدن دستگاه، جدا نشود.
معایب
البته، یک مشکل نیز وجود دارد؛ وقتی که انرژی زیادی را در یک جهت متمرکز میکنیم، زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر کاهش مییابد. اما این کار فشار زیادی بر سطح ویفر وارد میکند.
اگر کنترلرهای PID به درستی تنظیم نشوند، ممکن است دمای ویفر از حد مورد نظر فراتر رود. همچنین باید مطمئن شوید که سیستم خنککننده قادر به مدیریت گرمای اضافی باشد.
اما وقتی که همه چیز به درستی تنظیم شود، وضعیت کاملاً متفاوت خواهد بود.
شما یک عنصر گرمایشی ساده را به ابزاری دقیق تبدیل کردهاید؛ مصرف انرژی کاهش مییابد، سیستم خنککننده نیاز کمتری به کار دارد، و ویفرها هر بار با کیفیت یکسانی تولید میشوند.