การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมสำหรับชิปควอนตัม
เมื่อสร้างชิปควอนตัม การใช้อุณหภูมิที่ “ใกล้เคียงพอ” นั้นไม่เพียงพออีกต่อไป ค่าความทนทานต่ออุณหภูมินั้นต่ำมาก เมื่อเทียบกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป เพื่อแก้ปัญหานี้ เราจึงใช้หลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น นี่คือวิธีเดียวที่จะทำให้อุณหภูมิอยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับวัสดุที่ใช้ในการผลิตชิปควอนตัม
หลักการทำงานของ “สะพานความร้อน”
ถ้าพยายามใช้วิธีการทั่วไปในการให้ความร้อนกับแผงวงจร ก็มักจะทำให้ทั้งโครงสร้างร้อนขึ้น ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าปวดหัวมาก
ดังนั้นเราจึงใช้หลอดไฟฮาโลเจนที่มีกำลังสูง หลอดไฟเหล่านี้จะเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้กลายเป็นรังสีความยาวคลื่นสั้นที่ส่งผลตรงต่อพื้นผิวของแผงวงจร ไม่เหมือนกับเตาอบแบบโคนเวคชันที่ใช้ความร้อนกับอากาศ แต่นี่คือการให้ความร้อนโดยตรง วิธีนี้เร็วมาก คุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น
เรายังต้องใส่ใจเรื่องเปลือกหลอดไฟด้วย โดยต้องให้ความยาวคลื่นของรังสีที่ออกมาตรงกับความสามารถในการดูดซับความร้อนของวัสดุแผงวงจร หากความยาวคลื่นผิดเพียงเล็กน้อย ก็จะเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน และอาจทำให้ชิ้นส่วนอื่นๆ เสียหายได้
ข้อเสียของวิธีนี้
เพื่อให้ง่ายขึ้น เราจึงใช้ตัวเชื่อมต่อมาตรฐานอย่าง R7s หรือ Sk15 ซึ่งหมายความว่าสามารถนำมาใช้แทนสายเคเบิลเดิมได้เลย ทำให้การเดินสายง่ายขึ้น
แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน เนื่องจากเราใช้กำลังไฟฟ้าสูงมากในการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงต้องคอยจับตาดูกระแสไฟฟ้าอย่างใกล้ชิด
นอกจากนี้ เมื่อนำหลอดไฟอินฟราเรดที่มีความหนาแน่นสูงมาใช้ในพื้นที่จำกัด ก็จะมีพลังงานความร้อนมากมาย คุณไม่สามารถเพิกเฉยต่อเรื่องการระบายความร้อนได้ หากระบบระบายความร้อนไม่ดีพอ อุณหภูมิโดยรอบก็จะสูงขึ้น และเซ็นเซอร์ก็จะเริ่มมีความคลาดเคลื่อน ส่งผลให้การปรับแต่งชิปควอนตัมล้มเหลว
จากมิเตอร์อัจฉริยะสู่เทคโนโลยีควอนตัม
เราใช้หลอดไฟเหล่านี้มาหลายปีในการผลิตมิเตอร์อัจฉริยะ เพื่อการอบแห้งหรือการหลอมละลายวัสดุ แต่ในโลกของเทคโนโลยีควอนตัม จุดมุ่งหมายก็เปลี่ยนไป นั่นคือการทำให้พื้นผิวของวัสดุมีความ稳定
เราใช้เทคนิค PWM (Pulse Width Modulation) เพื่อควบคุมกำลังไฟฟ้า และรักษาสภาวะให้คงที่ วิธีนี้จะช่วยไม่ให้แผงวงจรบิดเบี้ยว ผลลัพธ์ก็คือพื้นผิวที่เรียบและมีความ stabil ซึ่งพร้อมสำหรับการผลิตชั้นต่อไปได้เลย