廣東瑞樂半導(dǎo)體-調(diào)整退火爐上的熱電偶,優(yōu)化其工作狀態(tài)
在講解調(diào)整熱電偶前,先了解一下什么是熱電偶。熱電偶(Thermocouple)是一種溫度傳感器,由兩條不同金屬導(dǎo)線燒結(jié)接成接頭組成。熱電偶的工作原理基于熱電效應(yīng),即當(dāng)兩個(gè)不同金屬的接觸點(diǎn)處于不同溫度時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢差(電動(dòng)勢)。通過測量這個(gè)電勢差,可以推算出溫度變化。因具有快速響應(yīng)、較高的可靠性、耐高溫和抗干擾等特點(diǎn),所以熱電偶被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,包括工業(yè)過程控制、熱處理、實(shí)驗(yàn)室測試、能源領(lǐng)域等。? ? ? ? ? ? ? ? ?

為什么需要去調(diào)整熱電偶的形狀與位置?我們以瑞樂半導(dǎo)體快速退火爐為例,熱電偶燒結(jié)點(diǎn)與待測的碳化硅載盤在接觸時(shí)可以準(zhǔn)確測量出載盤的溫度,加以算法控制,使得爐體內(nèi)溫度重現(xiàn)性與控溫精確性達(dá)到一個(gè)業(yè)內(nèi)較高的一個(gè)水準(zhǔn)。如果熱電偶與碳化硅載盤之間離開1mm,又會(huì)發(fā)生什么?這種情況會(huì)導(dǎo)致測量到的電勢差與實(shí)際值相比之下變得減低,算法計(jì)算出溫度不足需要調(diào)整加熱功率,導(dǎo)致載盤上實(shí)際溫度與測量溫度出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致工藝出現(xiàn)問題。

在了解什么是熱電偶、為什么調(diào)整熱電偶后,我們就可以開始調(diào)整熱電偶,調(diào)整過程中我們要記住這句話:測量段外不觸碰,測量段內(nèi)只碰點(diǎn)。以瑞樂半導(dǎo)體快速退火爐為例,該退火爐使用的是K型熱電偶,并且熱電偶除去測量段外都包裹在不銹鋼外殼上。碳化硅載盤放在石英支架上,所以在石英支架底部的熱電偶就需要調(diào)整形狀來接觸到碳化硅載盤,調(diào)整過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)熱電偶的外殼觸碰到了石英支架,這是錯(cuò)誤的。我們需要熱電偶外殼離開石英支架,調(diào)整后需要注意:測量段是只有燒結(jié)點(diǎn)接觸到碳化硅載盤還是一段都接觸到載盤。這是我們接下來要說的第二點(diǎn):測量段的調(diào)整。測量段兩根熱電偶線如果是貼在一起,則測量離外殼最近端,調(diào)整完畢后燒結(jié)點(diǎn)觸碰碳化硅載盤底部,此時(shí)才調(diào)整完畢。

既然熱電偶使用接觸式測量方法,為什么不在碳化硅載盤中挖孔藏入熱電偶?在碳化硅載盤中藏入熱電偶有以下幾個(gè)問題:
1.在藏入的過程中,兩根熱電偶線會(huì)互相觸碰到,導(dǎo)致測溫點(diǎn)并不在燒結(jié)點(diǎn)上,雖然碳化硅載盤熱均勻性較好,但測量溫度始終會(huì)有偏差。
2.更換載盤麻煩。有一些客戶需求中,有多種尺寸的樣品需要退火,更換載盤過程麻煩,需要重新抽出熱電偶線,久而久之熱電偶與其表面的涂層會(huì)掉落或者斷開。
如果載盤做出多種尺寸都合適的情況下,不增加厚度容易受熱不均勻?qū)е录訜徇^程中碎盤,加厚則降溫速率降低,改變載盤材料則成本提高,因此瑞樂半導(dǎo)體快速退火爐使用了方便快捷的接觸式測溫。