كيف تضمن وحدات التبريد فائقة الانخفاض للأشباه الموصلية الاستقرار؟

في عمليات مثل تصنيع رقائق 5 نانومتر والتعبئة بتقنية 2.5D/3D، فإن التحكم في درجات الحرارة المنخفضة جدًا أمر بالغ الأهمية لجودة المنتج ونسبة العائد. تعد المبردات ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا للصناعات أشباه الموصلات من المعدات الأساسية التي توفر وتحافظ على الثبات الحراري المطلوب والتحكم فيه، مما يؤثر بدوره على استمرارية الكفاءة في الإنتاج. ومع خبرة تزيد عن 12 عامًا، تُعد شركة LIAT خبيرة في تصنيع مبردات درجات الحرارة المنخفضة جدًا لأشباه الموصلات وتكنولوجيات التحكم الحراري الأخرى. وبوجود عملاء في الولايات المتحدة وروسيا وأستراليا ودول أخرى، تجمع مبردات أشباه الموصلات ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا من LIAT بين التكنولوجيا ومراقبة الجودة لتوفير الموثوقية والحفاظ على الأداء. ويتمحور هذا المقال حول العوامل التي تساعد مبردات LIAT على تقديم مثل هذا الأداء.

ضرورة الاستقرار للمبردات ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا لأشباه الموصلات

تُعدّ عملية تصنيع أشباه الموصلات عملية طويلة ومستمرة. يجب أن تظل وحدات التبريد فائقة الحرارة المنخفضة الخاصة بأشباه الموصلات مستقرة، وإلا فقد تتسبب في عدم استقرار حراري. ويمكن أن تحدث عيوب المسامية، وفي نطاق 5 نانومتر، قد يؤدي تغير درجة حرارة واحد فقط بمقدار ±1°م إلى خسارة بنسبة 40% في العائد. وبالإضافة إلى مستويات الخسائر المرتفعة الناتجة عن عيوب تصنيع أشباه الموصلات، فإن أوقات توقف الإنتاج تكون مكلفة بشكل كبير أيضًا. ونظرًا للأهمية البالغة للاستقرار، فإن شركة LIAT تدمج مفهوم الاستقرار في تصميم كل وحدة تبريد فائقة الحرارة المنخفضة خاصة بأشباه الموصلات لتلبية المعايير العالية لصناعة أشباه الموصلات.

تكنولوجيا تحكم درجة الحرارة

يتم تحقيق استقرار نظام استثنائي لثلاجات ليات شبه الموصلة ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا باستخدام تقنية تحكم متطورة في الصناعة. ولتلبية متطلبات صناعة أشباه الموصلات، يتم توفير التحكم في درجة الحرارة بدقة ±0.1°م عبر المدى الحراري الكامل من -100°م إلى +200°م. ويُحسِّن نظام التحكم PLC من استقرار تشغيل الثلاجات، كما يوفر في الوقت نفسه تداخلًا كهرومغناطيسيًا ممتازًا للبيئة المستهدفة للنظام. وتضمن تقنية العاكس الموفرة للطاقة تشغيل النظام بالقدرة التبريدية المطلوبة مع الحفاظ على التشغيل الثابت، حتى عند تغير الأحمال. وسيتم دمج استقرار تشغيل الثلاجات ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا في أنظمة ذات تعقيد تصنيعي متزايد.

أفضل المكونات وعملية التصنيع

تأتي موثوقية وحدات التبريد التي تستخدم الآلات شبه الموصلة من مزيج الأجزاء عالية الجودة ومعايير التصنيع الاستثنائية. فعلى سبيل المثال، إن وحدة التبريد الفائقة الانخفاض لدرجة الحرارة من LIAT مصنوعة بالكامل من ألواح معدنية، مما يضمن عدم تشوهها ويزيد من ثباتها الكلي. أما المكونات الرئيسية مثل الضواغط ومبادلات الحرارة فهي تأتي من موردين موثوقين؛ وتُجري الشركة فحوصات دقيقة على هذه القطع قبل دمجها في الوحدات. ويتم التصنيع في منشأة خالية من التلوث وفي غرفة نظيفة من الفئة 100 لإزالة الشوائب التي قد تسبب مشكلات في الأداء. ولا تساوم LIAT أبدًا في الجودة. فكل وحدة تبريد فائقة الانخفاض لدرجة الحرارة تخضع لاختبارات الدفعات، التي تقيس الأداء والتغيرات في درجة الحرارة وتضمن الثبات.

اختبار واعتماد البحث والتطوير الشامل

يضم فريق البحث والتطوير في LIAT أكثر من 40 عضوًا متخصصين في التقنية يعملون على تجميع وحدات التبريد الفائقة المنخفضة الحرارة للصناعات أشباه الموصلات. وتتعرض النماذج الأولية الجديدة لوحدات التبريد لاختبارات متكررة بهدف استكشاف مدى كفاءتها الكاملة في التحكم بدرجة الحرارة واستقرارها التشغيلي على مدى فترات زمنية طويلة. تهدف هذه الاختبارات إلى دعم عمليات تحسين التصميم لضمان عمل وحدات التبريد بالشكل المطلوب في البيئات القاسية. كما ستساعد هذه الاختبارات في التأكد من أن المكونات تعمل بشكل صحيح مع التكاملات ثنائية وثلاثية الأبعاد (2.5D و3D)، وكذلك مع معدات أشباه الموصلات الأخرى من الشركات المصنعة الأصلية (OEM). وتشكّل جميع هذه الاختبارات الأساس اللازم لضمان الموثوقية في وحدات التبريد الفائقة المنخفضة الحرارة من LIAT الخاصة بأشباه الموصلات.

حلول مخصصة لتلبية الاحتياجات الخاصة في تصنيع أشباه الموصلات

إحدى الأسباب التي تجعل أجهزة التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية تتمتع باستقرار جيد هي قدرتها على تلبية متطلبات العمليات. توفر LIAT حلولًا مخصصة مثل منافذ اتصال متغيرة ودورانات تناسب الاحتياجات الخاصة في تصنيع أشباه الموصلات. يوفر النموذج المزدوج دمجًا ثنائي المسار فعالًا من حيث المساحة، وهو مصمم لتطبيقات النقش المتقدمة التي تكون فيها السيطرة المستقرة على درجات الحرارة المنخفضة للغاية ضرورية. سواء كان ذلك في خطوط تصنيع أشباه الموصلات أو اختبار مكونات الطاقة الجديدة، يمكن تعديل أجهزة التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية لتقليل خطر حدوث مشكلات تشغيلية مع الحفاظ على الموثوقية.

خدمة ودعم عالميان لضمان الاستقرار

الاستقرار ودعم الخدمة جزءٌ أيضًا من فلسفة التصميم. وتوفّر شبكة الخدمة المنتشرة على مستوى البلاد تغطيةً لسبعة مراكز خدمة في الصين، وتقدّم خدمات ودعمًا لتلبية متطلبات شبكة الخدمة. بالنسبة للعملاء الدوليين، توفر شركة LIAT دعم ما بعد البيع، وتسليم سريع لقطع الغيار، و/أو خدمة ودعم ميدانيين لحل المشكلات. وقد بنت LIAT شراكات مستقرة مع أبرز مصانع أشباه الموصلات، وحسّنت تصميم وحدات التبريد الفائقة الانخفاض في درجات الحرارة بناءً على الملاحظات المستلمة، بهدف إنشاء نظام دعم سلس يمكّن وحدات التبريد الفائقة الانخفاض من العمل دون عوائق طوال عمرها التشغيلي.