Poprawne użycie ogrzewania podczerwienią w inteligentnej fabryce
Budowa inteligentnej fabryki to nie tylko rozmieszczenie robotów po podłodze i nazywanie tego Industrią 4.0. Chodzi przede wszystkim o to, jak zarządzasz ciepłem. Jeśli nadal polegasz na tradycyjnym ogrzewaniu rezystancyjnym do obróbki płytek krzemowych, utrudniasz sobie pracę bardziej, niż to konieczne. Stwierdziliśmy, że rozwiązaniem jest wysokowydajne ogrzewanie podczerwienią. Dlaczego? Ponieważ nie dotyka ono płytki krzemowej. Brak kontaktu oznacza brak zanieczyszczeń i brak obciążeń mechanicznych. To jedyny prawdziwy sposób na zwiększenie wydajności bez uszkadzania urządzeń.
Równowaga: odległość i ciepło
Problem polega na tym, że nie można po prostu umieścić emitera podczerwieni tuż przy płytce krzemowej. Jeśli jest zbyt blisko, powstają niebezpieczne obszary o wysokiej temperaturze, które powodują deformację krzemu. Ale jeśli umieścimy go zbyt daleko, marnujemy energię na ogrzewanie ścian komory. To kwestia balansu. Spędzamy dużo czasu na obliczaniu tej „optymalnej odległości” na podstawie ilości ciepła, jaką płytko krzemowa może przyjąć. Zazwyczaj używamy krótkofalowej podczerwieni, ponieważ szybko nagrzewa się. Naprawdę szybko. Ale jest tu jeden problem – taka szybkość stanowi ogromne obciążenie dla układów chłodzących. Jeśli nie zaprojektujesz odpowiedniego układu chłodzenia, aby poradzić sobie z odbitym promieniowaniem, twoje czujniki i przewody zostaną uszkodzone. A to jest problem, którego nikt nie chce mieć.
Umożliwienie inteligentnego sterowania (bez problemów)
W nowoczesnej linii produkcyjnej „ustaw i zapomnij” to recepta na katastrofę. Podłączamy te systemy podczerwieni do sterowników typu PID oraz pomiarów temperatury w czasie rzeczywistym. Dzięki temu system może dostosowywać moc grzania w milisekundach, w zależności od tego, co aktualnie dzieje się na powierzchni płytki krzemowej. Najlepsze jest to, że profil grzania staje się rzeczywistymi danymi. Jeśli coś pójdzie nie tak, nie musisz zgadywać, co się stało – wystarczy spojrzeć na krzywą temperatury. Projektujemy też urządzenia w formie modułów. Dzięki temu, gdy potrzebujesz zwiększyć wydajność, wystarczy wymienić układy emiterów. Nie musisz rozkręcać całej komory próżniowej i zaczynać od nowa.
Kompromisy
Wysokowatowe emitory podczerwieni zapewniają niesamowitą gęstość ciepła, ale to wiąże się z pewnymi kosztami. Stanowią one duże obciążenie dla zasilacza oraz tych kwarcowych osłon. Potrzebujesz bardzo stabilnego napięcia. Jeśli napięcie się zmienia, choćby nieznacznie, powstają mikroskopijne wahania temperatury na powierzchni płytki kremowej. To może wydawać się małe, ale w tym biznesie właśnie małe problemy często stanowią największe wyzwania.