توقفوا عن استخدام الأضواء الزجاجية: كيفية الحفاظ على نظافة الرقائق في حالة تعطل الأضواء
في أنظمة أشباه الموصلات ذات الحمل العالي، فإن تعطل الأضواء الأشعة تحت الحمراء يُعد كابوسًا حقيقيًا.
عندما يتعطل أنبوب الكوارتز، فإنه لا يتوقف عن التسخين فحسب، بل ينفجر أيضًا. ونتيجة لذلك، تتناثر شظايا الزجاج والمواد الكيميائية على سطح الرقائق. وبالتالي، لا يقل إنتاج الرقائق فحسب، بل ينعدم تمامًا.
لقد قضينا وقتًا طويلًا في التفكير في كيفية التخلص من هذا الخطر قبل أن يحدث.
لماذا تنفجر الأنابيب؟
غالبًا ما تنفجر الأضواء بسبب عدم توزيع الحرارة بشكل متساوٍ. عند استخدام قدرة عالية، يصبح الجزء الأوسط من الأنبوب ساخنًا جدًا، بينما تظل الأطراف باردة نسبيًا. هذا الفرق في درجة الحرارة هو السبب في الانفجار.
لحل هذه المشكلة، نستخدم كوارتزًا صناعيًا ذو نقاء عالٍ. فهو لا يتمدد أو ينكمش بنفس القدر مثل الكوارتز الرخيص. وهذا يعني أن الأنبوب يمكنه تحمل الضغوط الناتجة عن التغيرات السريعة في الطاقة، دون أن يظهر فيه شقوق صغيرة قد تؤدي إلى كارثة في النهاية.
نظام الحماية
لكن دعونا نكون صادقين: الأجزاء تتعطل أحيانًا. لذلك، لا نعتمد فقط على الكوارتز للحماية.
لقد أضفنا طبقة حماية إضافية، وهي غلاف واقٍ يعمل كدرع حول عنصر التسخين. إذا انفجر الضوء الداخلي، فإن الغلاف يحتفظ بكل الشظايا، وبالتالي تظل الرقائق نظيفة.
وهناك أيضًا أغلفة الأطراف. إذا كان الختم ضعيفًا، فإن الغازات تتسرب، وينتهي أمر الفيلامنت بالاحتراق مبكرًا جدًا. نقوم بإجراء اختبارات فراغية على كل ختم للتأكد من أن الغازات لا تتسرب، وبالتالي تظل الرقائق نظيفة لآلاف الساعات.
التضحية البسيطة
لكن هناك عيب واحد: وجود غلاف واقٍ بين مصدر الحرارة والرقائق يعني فقدان جزء صغير من الإشعاع تحت الأحمر المباشر. ستلاحظ ذلك، وقد تحتاج إلى رفع مستوى الطاقة المستخدمة أو زيادة وقت التسخين للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
إنه تعديل بسيط في العملية، لكن مقارنة بتكلفة التخلص من دفعة كاملة من الرقائق الملوثة، فإن هذا التعديل لا يُعتبر مشكلة كبيرة.