چگونه کنترل حرارتی را در کارخانههای هوشمند به درستی انجام دهیم؟
اگر قصد ساخت یک کارخانه مطابق استانداردهای صنعت ۴.۰ را دارید، احتمالاً متوجه شدهاید که روشهای قدیمی گرم کردن اشیاء دیگر کافی نیستند. ما در حال ترک روشهای ساده و سنتی بوده و به سمت استفاده از دادههای واقعی حرکت میکنیم. برای گرم کردن ویفرها، باید از سیستمهای مادون قرمز با کارایی بالا استفاده کرد. این سیستمها دقت لازم برای کنترل حرارت را فراهم میکنند.
نقطه بهینه برای ایمنی
مشکل اینجاست که نمیتوانید فقط یک منبع تابش مادون قرمز را کنار ویفر قرار دهید و فرآیند را تمام کنید. اگر فاصله منبع تابش خیلی کم باشد، گرمای زیادی در مرکز ویفر ایجاد خواهد شد؛ این امر میتواند باعث آسیب به ویفر شود. برای رفع این مشکل، باید فاصله منبع تابش را افزایش داد؛ این کار باعث میشود گرما به طور یکنواخت در سطح ویفر پخش شود.
اما مشکل اینجاست که هرچه فاصله بیشتر باشد، شدت تابش کمتر خواهد بود. بنابراین باید توان منبع تابش را افزایش داد یا مدت زمان کارکرد آن را طولانیتر کرد تا دمای مورد نظر حاصل شود. این کار نیازمند تعادل دقیقی است.
تبدیل گرما به داده
جادوی واقعی زمانی رخ میدهد که چرخه بازخورد بسته شود. ما سیستمهای مادون قرمز را به دستگاههای اندازهگیری دما و کنترلکنندههای PLC متصل میکنیم. در این صورت، به جای حدس زدن، میتوانیم دادههای واقعی را مشاهده کنیم. میتوانیم مسیر حرارتی هر ویفر را در حین حرکت آن مشاهده کنیم. این کار باعث میشود کل فرآیند قابل تکرار باشد؛ این تنها راه برای مدیریت بهتر فرآیندهای تولیدی است.
علاوه بر این، این روش به ما امکان پیشبینی را میدهد؛ سیستم میتواند جرم واقعی ویفر و دمای اتاق را تشخیص دهد و سپس توان منبع تابش را تنظیم کند.
مزایا و معایب (و نحوه جلوگیری از مشکلات)
تابش مادون قرمز با شدت بالا، مزیت بزرگی دارد؛ زیرا سریعاً گرما تولید میکند. اما تمام این انرژی باید به جایی برود. اگر مراقب نباشیم، قطعات الکترونیکی در کارخانه آسیب خواهند دید. بنابراین باید از فنهای خنککننده و سیستمهای خنککننده مناسب استفاده کرد تا انرژی تابش شده را کنترل کرد.
اگر از سیستمهای خنککننده کافی استفاده نکنیم، قطعات الکترونیکی شروع به کار نخواهند کرد یا اصلاً خراب خواهند شد. من همیشه توصیه میکنم از سیستمهای محافظتی حرارتی استفاده کنیم؛ این سیستمها مانع از تأثیر تابش مادون قرمز بر حسگرهای حساس میشوند و باعث میشوند همه چیز به خوبی کار کند.