Tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng phương pháp sưởi bằng tia hồng ngoại thay vì luồng khí được ép chảy?
Hãy tưởng tượng cách hoạt động của luồng khí được ép chảy. Về cơ bản, chúng ta đang làm nóng không khí – tức là “trung gian” truyền nhiệt – và hy vọng rằng không khí đó sẽ truyền năng lượng đến bề mặt của chi tiết cần được xử lý. Vấn đề là quá trình này diễn ra rất chậm. Trong lĩnh vực chế tạo bán dẫn, sự chậm trễ này chính là sự lãng phí thời gian.
Đó chính là lý do tại sao chúng ta sử dụng các thiết bị phát tia hồng ngoại. Thay vì sử dụng không khí như trung gian truyền nhiệt, tia hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp vào mục tiêu. Quá trình này diễn ra ngay lập tức, không cần trung gian hay chờ đợi.
Bí quyết để tránh việc làm cháy mọi thứ
Đây là điểm khó khăn: các thiết bị phát tia hồng ngoại có nhiệt độ cực cao. Chính vì vậy, điểm nối giữa dây điện và ống thủy tinh thường là nơi xảy ra sự cố. Để tránh điều này, chúng ta sử dụng các đầu nối bằng gốm để giảm áp lực nhiệt.
Gốm là vật liệu lý tưởng vì chúng không bị tan chảy hay biến dạng dưới tác động của nhiệt độ cao. Chúng cũng giúp giữ cho sợi dây điện ở vị trí cố định. Nếu đầu nối này bị dịch chuyển dù chỉ một chút, sợi dây điện sẽ bị cong, tạo ra điểm nóng, và cuối cùng làm cháy sợi dây điện. Chúng ta chọn loại đầu nối này để đảm bảo rằng kết nối điện được cách ly hoàn toàn với thân thiết bị, ngay cả khi thiết bị hoạt động ở mức tối đa.
Loại bỏ sự chờ đợi
Với phương pháp sử dụng luồng khí được ép chảy, chúng ta phải chờ đợi cho đến khi buồng xử lý đạt đến nhiệt độ mong muốn. Điều này rất tốn thời gian.
Ngược lại, các thiết bị phát tia hồng ngoại có thể truyền nhiệt đến mục tiêu trong vài giây. Sự khác biệt về thời gian phản ứng này giúp chúng ta rút ngắn thời gian xử lý và đẩy nhanh quy trình sản xuất.
Ngoài ra, hệ thống của chúng ta cũng trở nên đơn giản hơn nhiều. Chúng ta không cần phải sử dụng các máy thổi khí lớn hay hệ thống ống dẫn phức tạp nữa. Chỉ cần đảm bảo có đường truyền tia ánh sáng trực tiếp từ thiết bị phát tia hồng ngoại đến bề mặt cần được xử lý là được.
Những điểm trừ (Vì không có gì là hoàn hảo)
Mặc dù tia hồng ngoại mang lại tốc độ xử lý nhanh, nhưng chúng có tính chất hướng định. Khác với luồng khí nóng, tia hồng ngoại tạo ra những vùng tối. Nếu có vật cản ở giữa, vùng đó sẽ vẫn còn lạnh.
Nếu chi tiết cần được xử lý có hình dạng phức tạp, chúng ta không thể chỉ sử dụng một thiết bị phát tia hồng ngoại duy nhất. Chúng ta cần sử dụng nhiều thiết bị để đảm bảo nhiệt được phân bố đều. Điều này khiến hệ thống dây điện và điều khiển nguồn điện trở nên phức tạp hơn một chút. Nhưng đó là cái giá phải trả để có được tốc độ xử lý cao như vậy.