Ottenere la giusta temperatura nei sistemi a infrarossi ad assorbimento
Se state costruendo una fabbrica intelligente, l’ultima cosa di cui avete bisogno è una sorgente di calore che funzioni come una “scatola nera”. Non potete semplicemente premere un interruttore e sperare nel meglio. Avete bisogno di un sistema che possa comunicare con il vostro PLC e reagire in pochi millisecondi.
Ecco perché utilizziamo riscaldatori a infrarossi compatibili con il vuoto. Poiché trasmettono energia attraverso le radiazioni, non c’è il rischio che l’aria o altri gas influenzino negativamente la camera a vuoto. In questo modo, tutto rimane pulito e ordinato.
Come avviene effettivamente il trasferimento del calore
Nel vuoto, non è possibile trasmettere calore attraverso l’aria. È semplicemente impossibile. Per superare questo problema, utilizziamo emettitori a infrarossi a breve lunghezza d’onda. Potete pensarli come delle lampade che irradiano calore direttamente sul bersaglio. Se state configurando un sistema per la deposizione di strati sottili o per il trattamento dei wafer, è importante concentrarsi sulla densità di potenza. I tubi ad alta potenza permettono di raggiungere rapidamente la temperatura desiderata. Ma fate attenzione: dovete assicurarvi che i componenti legati al vuoto siano in grado di gestire l’espansione termica, altrimenti potrebbero verificarsi perdite.
Rendere il sistema “intelligente”
Una fabbrica moderna funziona grazie ai dati. Costruiamo questi sistemi per farli funzionare in armonia con i controller PID e i sensori in tempo reale. Invece di indovinare quale sia la temperatura della superficie, basta utilizzare dei pirrometri. Questo crea un sistema di feedback chiuso che elimina i ritardi tipici degli antichi riscaldatori resistivi. Inoltre, si ottiene un registro digitale di ogni ciclo di riscaldamento. Se producete semiconduttori o OLED, questa è l’unica mane per assicurarsi che il prodotto finale sia identico a quello prodotto in precedenza.
La realtà complicata degli hardware
Ora parliamo dei compromessi da affrontare. Le lampade a infrarossi ad alta intensità generano una grande quantità di calore. Questo è utile per aumentare la velocità di produzione, ma rappresenta un problema per i sistemi di raffreddamento. Se il sistema di raffreddamento non è abbastanza efficiente, le lampade si bruceranno molto prima del previsto. È necessario trovare un equilibrio tra la velocità di riscaldamento e la durata dei componenti utilizzati. Un consiglio: utilizzate riflettori rivestiti d’oro. Essi permettono di dirigere più energia verso il substrato, evitando che le pareti della camera vengano danneggiate dal calore.