ทำไมเราถึงใช้วัสดุที่มีการเคลือบทองคำ เพื่อป้องกันไม่ให้พลังงานสูญเสียไป
ในโลกของการผลิตแผ่นชิป semiconductors การปล่อยให้พลังงานรั่วไหลไปนั้นถือเป็นข้อบกพร่องในการออกแบบ วัสดุสแตนเลสที่ผ่านการขัดเงาแล้วก็สามารถสะท้อนรังสีอินฟราเรดได้ดีในระดับหนึ่ง แต่ “ระดับหนึ่ง” นั้นไม่เพียงพอเลยเมื่อเราต้องการควบคุมอุณหภูมิให้แม่นยำบนแผ่นชิป
นั่นคือเหตุผลที่เราเลือกใช้วัสดุที่มีการเคลือบทองคำ เพราะวัสดุนี้สามารถสะท้อนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เหตุผลเบื้องหลังการใช้ทองคำ
ไม่ใช่เพื่อให้เครื่องมีลักษณะสวยงามเท่านั้น แต่เป็นเพราะทองคำมีคุณสมบัติในการสะท้อนรังสีอินฟราเรดได้อย่างยอดเยี่ยม ส่วนอลูมิเนียมหรือเหล็กนั้นจะมีการปล่อยความร้อนออกมาบ้างเสมอ แต่ทองคำไม่มีปัญหานี้ โดยการเคลือบทองคำที่มีความบริสุทธิ์สูงลงบนผิวภายในของเครื่องทำความร้อน เราจะได้ช่องที่สามารถควบคุมพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ นั่นหมายความว่าพลังงานทั้งหมดที่ได้รับจากแหล่งจ่ายไฟจะถูกนำไปใช้งานจริงๆ
การออกแบบเพื่อรับมือกับความร้อน
เราเริ่มต้นด้วยการใช้สแตนเลสเพื่อทำเป็นโครงสร้างของเครื่อง เพราะจำเป็นต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรงเมื่อเครื่องมีอุณหภูมิสูงขึ้นหรือลดลง จากนั้นเราจึงใช้เทคนิคการเคลือบทองคำด้วยวิธี vacuum deposition เพื่อให้ความหนาของทองคำมีความสม่ำเสมอ
ผลลัพธ์คือ อุณหภูมิของเครื่องจะถูกควบคุมได้อย่างดี และเวลาในการเพิ่มอุณหภูมิก็จะเร็วขึ้นมาก
ข้อควรระวัง
ทองคำมีความละเอียดอ่อนพอสมควร หากคุณทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซที่กัดกร่อนหรือมีอนุภาคมากมาย การเคลือบทองคำอาจเกิดรอยขีดข่วนหรือหลุดลอกได้ หากสภาพแวดล้อมของคุณเป็นเช่นนั้น ควรเพิ่มชั้นป้องกันด้วยควอตซ์เข้าไปด้วย
การติดตั้งระบบ
เมื่อคุณติดตั้งระบบที่มีความสามารถในการสะท้อนพลังงานสูงเหล่านี้เข้าไปแล้ว คุณจะสังเกตเห็นได้ทันทีว่าเครื่องมีอุณหภูมิที่ต่ำลง นั่นเป็นเพราะความร้อนถูกส่งต่อไปข้างหน้าแทนที่จะถูกดูดซับโดยโลหะ ดังนั้นส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องก็จะไม่ต้องรับแรงกดดันทางความร้อนมากนัก
เคล็ดลับเกี่ยวกับซอฟต์แวร์
ควรปรับตั้งค่า PID controller ใหม่ เพราะเนื่องจากระบบมีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาก การตั้งค่าเดิมอาจทำให้อุณหภูมิของเครื่องสูงเกินไปได้ ลองปรับตั้งค่าใหม่ดู แล้วคุณก็จะได้เครื่องที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น