การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมสำหรับชิปควอนตัม
เมื่อสร้างชิปควอนตัม การใช้อุณหภูมิที่ “ใกล้เคียงพอ” นั้นไม่เพียงพอเลย การผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบปกตินั้นง่ายกว่านี้มาก เพราะการสร้างชิปควอนตัมต้องมีความเสถียรของอุณหภูมิในระดับสูงมาก
เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่เหมาะสม เราจึงใช้ตัวควบคุมอุณหภูมิแบบดิจิทัลร่วมกับหลอดไฟอินฟราเรดความเข้มสูง นี่คือวิธีที่ช่วยให้เราสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ต้องใช้วิธีการให้ความร้อนแบบธรรมดา
ทำไมการควบคุมแบบ PID ถึงสำคัญ
หากคุณใช้สวิตช์แบบเปิด/ปิดธรรมดา ก็เท่ากับว่าคุณกำลังสร้างปัญหาให้กับชิป อุณหภูมิอาจพุ่งสูงเกินไป จนทำลายชิปได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยก็อาจทำลายชิปได้เช่นกัน
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้ตัวควบคุมแบบ PID ตัวควบคุมนี้จะควบคุมการให้พลังงานอย่างแม่นยำ คุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว แล้วก็รักษาอุณหภูมิไว้ที่ระดับที่ต้องการได้ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอีกต่อไป
เสน่ห์ของหลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น
เราเลือกใช้หลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้นก็เพราะว่าหลอดไฟนี้สามารถส่งพลังงานเข้าไปในวัสดุได้จริง ส่วนหลอดไฟความยาวคลื่นยาวนั้นจะส่งพลังงานไปมาเท่านั้น
หลอดไฟนี้ช่วยให้เราสามารถให้ความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ต้องทำให้บริเวณรอบๆ ชิปร้อนขึ้น วิธีนี้ช่วยให้ชิปอยู่ในสภาพที่เหมาะสม และไม่มีการขยายตัวหรือเคลื่อนที่ของชิป
ข้อเสียของการใช้หลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น
อุณหภูมิสูงนั้นมีราคาแพง หากคุณใช้หลอดไฟนี้ในระดับความเข้มสูง ก็จะมีความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้น หากคุณไม่ระมัดระวัง ความร้อนนั้นก็อาจส่งผลต่อเซ็นเซอร์ได้
คุณต้องใส่ใจเรื่องการป้องกันความร้อนและการระบายความร้อนด้วย หากการระบายความร้อนไม่ดีพอ เซ็นเซอร์ก็จะอ่านค่าอุณหภูมิของอากาศรอบๆ แทนที่จะอ่านค่าอุณหภูมิของชิปจริงๆ แล้วระบบควบคุม PID ก็จะพยายามต่อสู้กับความร้อนที่เกิดขึ้น และในที่สุดหลอดไฟก็จะเสียหายได้
การตั้งค่าอุปกรณ์ต่างๆ
เมื่อพูดถึงการเชื่อมต่อสายไฟ ควรใช้สายไฟที่มีความต้านทานต่ำ เพื่อไม่ให้มีการลดแรงดันไฟฟ้า ซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิได้
ผมแนะนำให้ใช้สายไฟที่มีการป้องกันความร้อนที่ดี เพราะตัวควบคุมดิจิทัลอาจสร้างสัญญาณรบกวนได้ และสิ่งสุดท้ายที่คุณไม่อยากเจอก็คือสัญญาณรบกวนเหล่านั้นที่เข้ามาในอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่มีความไวสูง
นี่เป็นวิธีที่ดีกว่าการใช้เตาอบแบบเดิมๆ โดยการเปลี่ยนจากการให้ความร้อนแบบการถ่ายเทความร้อนมาเป็นการให้ความร้อนแบบการแผ่รังสี ซึ่งช่วยให้เวลาในการผลิตชิปลดลงอย่างมาก นั่นคือการทำงานที่รวดเร็วขึ้นนั่นเอง