كيفية توجيه المزيد من الحرارة إلى الرقاقات، وتقليل الحرارة الموجهة إلى جدران الغرفة
عند تسخين الرقاقات في بيئة خالية من الهواء، فإنك تواجه صعوبات بسبب قوانين الفيزياء. وبما أنه لا يوجد هواء، فلا يمكن الاعتماد على عملية التبادل الحراري عبر الهواء. لذا، يجب الاعتماد على الإشعاع كوسيلة لنقل الحرارة.
المشكلة هي أن كل واط من الطاقة الذي لا يصل إلى الرقاقات يُعتبر طاقة مهدرة. هذه الطاقة تؤدي إلى تسخين جدران الغرفة، مما يزيد من الضغط على نظام التبريد. إنها بالتالي مضيعة للطاقة، وتشكل مشكلة للأجهزة المستخدمة.
لماذا نستخدم الذهب؟
المصابيح الكوارتزية العادية تنشر الحرارة في جميع الاتجاهات. لمنع هذا الهدر، نستخدم مرايا مغطاة بالذهب. الذهب يتمتع بقدرة رائعة على انعكاس أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء إلى المكان الصحيح.
عند استخدام الذهب لتغطية الجزء الخارجي من المصباح، فإننا نستطيع التقاط الحرارة التي كانت ستتجه إلى الخلف، وتوجيهها نحو سطح الرقاقة. النتيجة؟ حصولنا على كثافة حرارية أعلى دون الحاجة إلى زيادة مستوى الطاقة المستخدمة.
انتبه إلى العبء الحراري
لكن هناك مشكلة: عند توجيه كمية كبيرة من الإشعاع نحو الهدف، يجب أن يعمل فتيل المصباح بدرجة حرارة أعلى للحفاظ على استقرار الإنتاج.
إذا استخدمت مصابيح ذات قدرة عالية لتحقيق أوقات تسخين سريعة، فإن مصادر الطاقة الخاصة بك يجب أن تكون قوية للغاية. لقد رأينا أن بعض الأنظمة تفشل بسبب عدم قدرة مصادر الطاقة على تحمل هذا العبء الزائد. تأكد من أن الأسلاك المستخدمة قادرة على تحمل العبء، وأن أغلفة الفراغ لن تتضرر بسبب الحرارة الشديدة.
التوازن بين الفوائد والعيوب
الذهب هو أفضل أداة لهذا الغرض، لكنه حساس للغاية. فهو لا يتحمل أي تلوث.
إذا كانت عملية التسخين تتضمن إطلاق غازات أو بخارات كيميائية قد تتسبب في تلوث طبقة الذهب، فإن قدرته على انعكاس الحرارة ستنخفض. ستلاحظ أن الحرارة لا تصل إلى الرقاقة بشكل متساوٍ.
حافظ على نظافة الغرفة. إذا تلوثت طبقة الذهب، فإنك لن تخسر الكفاءة فحسب، بل قد تواجه مشاكل في الرقاقة، وهو أمر لا أحد يريده.
في النهاية، نحن نصنع أجهزة التسخين بهدف توجيه الحرارة إلى المكان المناسب، أي إلى السيليكون، وليس إلى الآلة نفسها.