ทำไมเราถึงเลิกใช้เตาอบแบบความร้อนแบบพัดลม แล้วหันมาใช้วิธีการอบด้วยแสงอินฟราเรดแทน
หากคุณเคยอยู่ในห้องปลอดฝุ่นสำหรับการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ คุณคงรู้ดีว่าเตาอบแบบความร้อนแบบพัดลมนั้นมีข้อเสียมากมาย ทั้งมีขนาดใหญ่ ใช้เวลานาน และยังต้องใช้พลังงานมากเพื่ออุ่นห้องทั้งหมดเพียงเพื่ออบชิปเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้น นี่เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมาก
นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้วิธีการอบด้วยแสงอินฟราเรดแทน แทนที่จะอุ่นอากาศ แสงอินฟราเรดจะไปกระทบโดยตรงกับวัสดุที่ต้องการอบ วิธีนี้ทั้งประหยัดพลังงานและใช้เวลาน้อยกว่า และนี่ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมระบบการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหรือระบบที่ไม่ใช้ตะกั่วจึงสามารถใช้งานได้จริงในปัจจุบัน
หลักการทางฟิสิกส์
ลองคิดดูว่าเตาอบแบบความร้อนแบบพัดลมทำงานอย่างไร มันจะพัดอากาศร้อนไปรอบๆ แต่อากาศนั้นก็มีอนุภาคต่างๆ อยู่ และการอุ่นอากาศนั้นก็ต้องใช้พลังงานมากมาย
ส่วนแสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อส่งพลังงานไปยังวัสดุที่ต้องการอบโดยตรง ผลลัพธ์ก็คือเวลาในการอบจะลดลงอย่างมาก เราเห็นว่ากระบวนการอบที่เคยใช้เวลาหลายชั่วโมงก็สามารถทำได้ในเวลาเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น นอกจากนี้ ค่าไฟฟ้าของคุณก็จะลดลง และชิปก็จะสามารถอบเสร็จได้เร็วขึ้นด้วย
การรับมือกับมาตรฐานที่ไม่ใช้ตะกั่ว
ปัญหาก็คือ วัสดุที่ไม่ใช้ตะกั่วนั้นต้องการอุณหภูมิที่สูงกว่าวัสดุที่ใช้ตะกั่วมาก หากพยายามใช้อากาศร้อนในการอบ ก็จะต้องรอนานมาก และอาจทำให้วัสดุเสียหายได้ แต่ด้วยแสงอินฟราเรด เราสามารถเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสมได้ ซึ่งจะช่วยให้ความร้อนเข้าไปถึงจุดที่ต้องการอบได้อย่างแม่นยำ คุณจึงได้รับความร้อนที่จำเป็น โดยไม่ทำให้วัสดุอื่นๆ เสียหาย
การใช้งานในห้องปลอดภัย
ข้อดีอีกอย่างก็คือ เครื่องอบด้วยแสงอินฟราเรดมีขนาดเล็ก คุณไม่จำเป็นต้องมีระบบท่ออากาศขนาดใหญ่หรือระบบกรองอากาศที่ซับซ้อนเพื่อรักษามาตรฐาน ISO ไว้
แต่คุณก็ต้องระมัดระวังด้วย เพราะแสงอินฟราเรดมีพลังงานสูงมาก หากสายพานลำเลียงมีปัญหาหรือเซ็นเซอร์มีข้อบกพร่อง ก็อาจทำให้วัสดุเสียหายได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที ดังนั้นคุณจึงต้องมีระบบระบายความร้อนที่ดี เพื่อให้ความร้อนหายไปทันทีที่ชิปออกจากบริเวณการอบ มิฉะนั้นวัสดุก็อาจเสียหายได้
เพื่อให้มั่นใจว่าทุกอย่างจะทำงานได้อย่างถูกต้อง เรามักจะใช้ตัวควบคุม PID แบบวงจรปิด ซึ่งจะช่วยให้อุณหภูมิของพื้นผิวอยู่ในช่วง ±2°C ซึ่งจะช่วยให้คุณไม่ต้องคาดเดาอุณหภูมิอีกต่อไป