การควบคุมอุณหภูมิในโรงงานผลิตชิปอย่างแม่นยำ
หากคุณต้องการสร้างโรงงานผลิตชิปที่ “ฉลาด” คุณจะรู้ได้อย่างรวดเร็วว่าการใช้ระบบอัตโนมัตินั้นไม่ใช่เรื่องยาก สิ่งที่ยากจริงๆ คือการจัดการข้อมูล คุณต้องมีระบบที่สามารถส่งข้อมูลกลับมาให้คุณได้แบบเรียลไทม์ ในระบบการทำความร้อนสำหรับชิปของเรา เราเลิกใช้วิธีคาดเดา และหันมาใช้ระบบอินฟราเรดความหนาแน่นสูงร่วมกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบแม่นยำ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะหลีกเลี่ยงการตรวจสอบแบบ manuel และทำให้กระบวนการผลิตเป็นระบบดิจิทัลได้จริงๆ
ทำไมเราถึงเลือกใช้อินฟราเรด
ระบบอินฟราเรดมีข้อดีตรงที่ไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับวัตถุใดๆ เพื่อรับข้อมูล ข้อมูลที่ได้จะมาอย่างรวดเร็ว ในขณะที่เครื่องทำความร้อนแบบดั้งเดิมนั้นช้ามาก เพราะต้องอาศัยการถ่ายเทความร้อน ซึ่งใช้เวลานานมาก ส่วนอินฟราเรดนั้นจะส่งความร้อนไปยังพื้นผิวของชิปทันที และให้ข้อมูลที่แม่นยำทันที
เรานำระบบอินฟราเรดมาใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ เพื่อให้ความร้อนแผ่กระจายไปทั่วพื้นผิวของชิปอย่างสม่ำเสมอ หากมีจุดที่มีอุณหภูมิสูงเกินไป ก็จะทำให้ชิปทั้งชุดเสียหายไปเลย นั่นเป็นสิ่งที่ไม่มีใครอยากเจอเลย
ข้อดีของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบแม่นยำ
อินฟราเรดช่วยให้เราเห็นภาพรวมได้ แต่เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบแม่นยำจะบอกข้อมูลที่แท้จริงให้เราได้ โดยบอกให้เรารู้ว่าเกิดอะไรขึ้นที่จุดสัมผัสนั้นๆ
ปัญหาคือคุณสมบัติของเซ็นเซอร์ คุณต้องใช้เซ็นเซอร์ที่มีมวลความร้อนต่ำ หากเซ็นเซอร์มีขนาดใหญ่เกินไป ก็จะทำให้การวัดอุณหภูมิล่าช้า และเมื่อการวัดล่าช้า ตัวควบคุม PID ก็จะทำงานเกินเป้าหมายอุณหภูมิ นี่เป็นวัฏจักรที่น่าหงุดหงิด และทำให้ความแม่นยำของการวัดลดลง
การทำให้กระบวนการผลิตเป็นระบบดิจิทัล (และปัญหาที่ตามมา)
เพื่อให้สามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาใช้ในระบบการตรวจสอบได้ เราต้องนำข้อมูลทั้งหมดมาแปลงเป็นรูปแบบดิจิทัล วิธีนี้จะทำให้เรามี “ภาพสำเนาดิจิทัล” ของกระบวนการทำความร้อน ซึ่งดูเหมือนเป็นเรื่องมหัศจรรย์เมื่อมันทำงานได้ดี
แต่ปัญหาก็คือ การสุ่มตัวอย่างข้อมูลในความถี่สูงนั้นจะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนไฟฟ้าได้ หากคุณไม่ใส่ใจเรื่องการเดินสายไฟ และวางสายเซ็นเซอร์ไว้ใกล้กับสายไฟที่มีแรงดันสูง ข้อมูลที่ได้ก็จะมีสัญญาณรบกวนมากมาย คุณจึงต้องใช้สายไฟที่มีการป้องกันสัญญาณรบกวน และต้องทำให้ระบบกราวด์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ เพื่อให้สัญญาณที่ได้มีความแม่นยำ มิฉะนั้น โรงงานผลิตชิปที่ “ฉลาด” ของคุณก็จะกลายเป็นเพียงโรงงานที่คาดเดาเท่านั้น