เลิกสูญเสียพลังงานไปกับความร้อน: วิธีที่ดีกว่าในการให้ความร้อนกับวัตถุผลิตภัณฑ์
การให้ความร้อนแก่ชิปซิลิคอนนั้นดูเหมือนจะเป็นเรื่องง่าย แต่วิศวกรที่มีประสบการณ์จริงๆ จะรู้ดีว่ามันไม่ใช่เรื่องง่ายเลย เพราะมีปัญหาอย่าง “ความร้อนที่สูญเสียไป”
เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนแบบธรรมดา พลังงานจะกระจายไปทุกทิศทาง ไม่ใช่แค่ตกกระทบบนผิวของชิปเท่านั้น แต่ยังกระทบกับผนังภายในห้องสุญญากาศด้วย นั่นเป็นสาเหตุของปัญหามากมาย เช่น ชิ้นส่วนของเครื่องจักรเสียหาย หรือแย่กว่านั้นคือ พนักงานที่เปิดเครื่องจักรอาจได้รับบาดเจ็บจากความร้อนได้ นี่เป็นเรื่องน่าหงุดหงิดมาก และจริงๆ แล้วสามารถหลีกเลี่ยงได้
การมุ่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการ
เคล็ดลับก็คือ อย่าคิดถึงการแผ่รังสีในทุกทิศทางอีกต่อไป แต่ควรมุ่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการแทน แทนที่จะปล่อยให้แสงจากหลอดไฟกระจายไปทุกทิศทาง เราควรใช้เครื่องปล่อยรังสีคลื่นสั้นและกระจกสะท้อนแสง มันก็เหมือนกับการเปลี่ยนจากหลอดไฟธรรมดามาเป็นไฟฉายที่มีการมุ่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการ เราจะสามารถส่งพลังงานไปยังผิวของชิปได้โดยตรง
เมื่อเรามุ่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการ ความร้อนก็จะไม่สูญเสียไปอีกต่อไป และชิปก็จะร้อนขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ส่วนภายนอกของเครื่องจักรก็จะยังคงเย็นอยู่
การหาจุดที่เหมาะสม
คุณไม่สามารถนำหลอดไฟที่มีกำลังสูงมาวางตรงบนชิปได้เลย คุณต้องมีระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างหลอดไฟกับชิป ระยะห่างนี้มีความสำคัญมาก หากอยู่ใกล้เกินไป ก็จะเกิดจุดที่ร้อนเกินไป แต่ถ้าอยู่ห่างเกินไป ความร้อนก็จะกระจายไปทั่วห้องสุญญากาศอีกครั้ง
มันเป็นเรื่องของการหาจุดสมดุล คุณต้องกำหนดค่าต่างๆ ตามความร้อนที่ต้องการ และความสามารถในการระบายความร้อนของเครื่องจักร หลอดไฟคลื่นสั้นมีกำลังสูงมาก แต่อย่าลืมว่า ยิ่งมีกำลังมากเท่าไหร่ ระบบระบายความร้อนก็ยิ่งต้องทำงานหนักขึ้นเท่านั้น คุณไม่อยากให้ตัวอุปกรณ์หลอมละลายเพราะกำลังที่สูงเกินไป
ความเป็นจริง
การให้ความร้อนแบบมุ่งเป้านั้นไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบเสมอไป เพราะความร้อนจะกระจุกตัวอยู่ที่จุดกึ่งกลางของชิป คุณจึงต้องปรับความสูงของหลอดไฟและระดับกำลังไฟให้เหมาะสม เพื่อให้ความร้อนกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งชิป
และอีกเรื่องหนึ่งที่ควรระวังคือ หากระบบระบายความร้อนไม่ดีพอ แม้จะใช้หลอดไฟที่มีกำลังสูง ก็ยังทำให้อุปกรณ์อื่นๆ ร้อนขึ้นได้ คุณจึงต้องมีระบบระบายความร้อนที่ดี มิฉะนั้น กฎฟิสิกส์ก็จะทำให้เครื่องจักรเสียหายในที่สุด