مصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء في المعالجة الحرارية السريعة (RTP) لرقائق أشباه الموصلات

يستخدم المعالجة الحرارية السريعة (RTP) مصابيح تسخين بالأشعة تحت الحمراء من هاليد الكوارتز ذات الاستجابة الفائقة كمصدر للحرارة، بحيث يتم تسخين رقاقة أو مادة بأكملها إلى نطاق درجات حرارة يتراوح بين 300 و1250 درجة مئوية خلال فترة زمنية قصيرة جدًا. وتتميز هذه العملية بمعدل تسخين فائق السرعة، إذ يبلغ زمن المعالجة الحرارية النموذجي أقل من دقيقة إلى دقيقتين. كما أن هذه العملية تُزيل العيوب الداخلية في الرقاقة أو المادة وتعزّز أداء المنتج. ونظرًا لأن خيط التسخين في مصباح الأشعة تحت الحمراء الهالوجيني مصنوع من سبيكة التنغستن الصناعية، فإن زمن استجابته يقل عن ثانية واحدة. ويتيح استخدام التحكم المغلق بنظام PID تحقيق دقة عالية جدًا في التحكم بدرجة الحرارة وتوحيدها، كما يمكن إيقاف التسخين بسرعة للحصول على تبريد سريع. وتُستخدم المعالجة الحرارية السريعة في عمليات مثل الأكسدة، والتلدين، وتكوين سيليسيدي المعادن، والترسيب الكيميائي بالبخار الحراري السريع (RTCVD).

المبدأ الأساسي لعمل RTP: عملية تسخين سريعة ودقيقة وقابلة للتحكم

مصدر الحرارة: مصابيح تسخين بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة + وحدات مخصصة عالية الحرارة

ينفذ الإشعاع تحت الأحمر ذي الموجة القصيرة (1.0–1.4 ميكرومتر) الصادر عن مصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء عبر نافذة الكوارتز الشفافة، ويُشعّ مباشرةً سطح الرقاقة. ويجب أن يغطي مجال الإشعاع حجم الرقاقة بالكامل لضمان توحيد درجة حرارة التسخين. ويمتص سطح الرقاقة الطاقة تحت الحمراء، فيسخن بسرعة، حيث تبلغ معدلات التسخين عادةً ما بين 100°م/ثانية و400°م/ثانية.

مصابيح هالوجينية قصيرة الموجة بالأشعة تحت الحمراء بأنبوب واحد تُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات التسخين السريع ذات الكفاءة العالية في الصناعة. وتُصنَع مصباح الأشعة تحت الحمراء الهالوجينية من أنبوب واحد من الكوارتز، فيما يتكوّن خيط التسخين من سبيكة التنغستن. نوفر أنابيب كوارتز فردية بأقطار 10 ملم، و11 ملم، و12 ملم، و14 ملم، و15 ملم، و19 ملم لتلبية احتياجات العملاء المختلفة. ويمكن أن يصل الطول الإجمالي لمصباح الأشعة تحت الحمراء ذي الأنبوب الواحد إلى 2.5 متر. ولتحسين نقل الإشعاع الحراري والتركيز عليه على المادة المُسخَّنة، يتم طلاء عاكس ذهبي خاص أو عاكس أبيض وتثبيته مباشرةً على سطح الكوارتز، وذلك لتعزيز انبعاث الأشعة تحت الحمراء من المصباح.

يمكن تصميم مصباح التسخين بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة بقدرة تسخين عالية، حيث يتراوح طول موجة الإشعاع بين 1.0 و1.4 ميكرومتر، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لعمليات التسخين ذات الاستجابة السريعة. كما أن هذا الإشعاع تحت الحمراء ذو الموجة القصيرة يخترق المواد بعمق أكبر، بحيث يمكن للمواد امتصاص الإشعاع تحت الحمراء بكفاءة كاملة خلال ثوانٍ معدودة. وفي الوقت نفسه، يتمتع بالمزايا التالية:

1. زمن استجابة سريع، حيث يمكن ارتفاع وانخفاض درجة حرارة التسخين بسرعة.

2. من خلال الارتباط مع وحدة التصوير، يمكن لمصابيح الأشعة تحت الحمراء العمل في منطقة صغيرة عن طريق تركيز الضوء أو الإشعاع المتوازي.

3. لا تلامس المصباح الجسم المُسخَّن، ويمكن استخدامه في بيئة نظيفة ولا يسبب أي ضرر.

4. لا تتأثر مصباح العمل بالغلاف الجوي والبيئة الخارجية، ويمكن استخدامها في فرن مفرغ.

5. يمكن تصميم الجزء الداخلي من الخيوط بحيث تصل درجة حرارته إلى 2200°م أو أكثر، مما يتيح تسخين الأجسام حتى 1000°م أو أكثر، وذلك وفقًا للمادة والحجم المُسخَّنَين.

مصابيح تسخين بانبعاث الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة وأنبوبين مزدوجين تُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات التسخين السريع ذات الكفاءة العالية في الصناعة. وتُصنَع مصباح الأشعة تحت الحمراء من أنبوب مزدوج من الكوارتز، فيما يتكوّن خيط التسخين من سبيكة التنغستن. نوفر أنابيب كوارتز مزدوجة بأبعاد 23×11 ملم و33×15 ملم لتلبية احتياجات العملاء المختلفة. ويمكن أن يصل الطول الإجمالي لمصباح الأشعة تحت الحمراء ذي الأنبوب المزدوج إلى 6.0 أمتار. ولتحسين نقل الإشعاع الحراري والتركيز عليه على المادة المُسخَّنة، يتم طلاء عاكس ذهبي خاص أو عاكس أبيض وتثبيته مباشرةً على سطح الكوارتز.

وفقًا لتكوينات تصميم خيوط التسخين المختلفة وكابلات الانتهاء، يمكن إنتاج مصباح الأشعة تحت الحمراء ذو الأنبوب المزدوج وفقًا لتكوين الخيط الشائع التالي.

1: يمكن أن تكون الكابلات ذات اتصال من جانب واحد أو من جانبين.

2: طول تسخين مختلف مصمم لغرض التسخين الجزئي

3: يبلغ الطول حتى 6 أمتار، ويُستخدم على نطاق واسع في عمليات التسخين الصناعية، مثل قطع الزجاج، وتشكيل البلاستيك أو تصفيحه، ودهان السيارات، وغيرها.

نحن مصنع مُخصَّص لمصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء، كما نوفر خدمة شاملة من البداية حتى النهاية لحلّك في مجال التسخين. نرحب بطلبك لمصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء عالية الكفاءة لدينا. وإذا كنت بحاجة إلى مصابيح أشعة تحت حمراء ذات أنبوبين بمواصفات أخرى، يرجى الاطلاع على الرسم الفني المرفق والتواصل معنا للتأكيد.