ऊष्मा से निपटना: ग्रिड मरम्मत से लेकर क्वांटम चिप्स तक
जब हम सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की मरम्मत करने के बजाय क्वांटम चिप्स बनाने लगते हैं, तो ऊष्मा से निपटने का तरीका भी बदलना पड़ता है… पूरी तरह से। हम बस सब कुछ को ऊष्मा से गर्म करके अच्छे परिणामों की उम्मीद नहीं कर सकते।
यहीं पर शॉर्टवेव आईआर लैंपों की भूमिका आती है… ये ही वे उपकरण हैं जो चिपों को ठीक करने में मदद करते हैं, बिना बोर्ड के अन्य हिस्सों को नुकसान पहुँचाए।
आईआर लैंप कैसे काम करते हैं?
हम इन हीटरों में उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज ट्यूबों का उपयोग करते हैं। शॉर्टवेव आईआर ऊष्मा, सामान्य हीटरों की तुलना में सामग्री के अंदर गहराई तक पहुँचती है। ऐसे में हमें उपकरण के आसपास की हवा को गर्म करने में समय बर्बाद नहीं करना पड़ता… बल्कि हम सीधे ही चिप की सतह को गर्म करते हैं। क्वांटम फैक्ट्रियों में “थर्मल बजट” बहुत ही कम होता है… अगर ऊष्मा अधिक हो जाए, तो सब्सट्रेट विकृत हो जाएगा… और हमने बहुत महंगा हार्डवेयर बर्बाद कर दिया।
हार्डवेयर संबंधी समस्याएँ
हमारे अधिकांश उच्च-वोल्टेज वाले लैंप, उच्च वोल्टेज पर ही काम करते हैं… ऐसा करने से ही बड़ी मात्रा में ऊष्मा पैदा की जा सकती है… बिना विद्युत प्रवाह पर नियंत्रण खोए। अगर लैंप 2000 वाट से अधिक की क्षमता रखता है, तो उसके लिए बहुत ही मजबूत पावर सप्लाई की आवश्यकता होती है… बिना किसी रुकावट के।
हम आमतौर पर R7s या SK15 कनेक्टरों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ऊष्मा के कारण पिनों में विस्तार होने पर भी ये कनेक्टर अपनी जगह से नहीं निकलते।
लेकिन यहाँ एक समस्या है… उच्च-वोल्टेज वाले लैंपों को छोटे बॉक्सों में रखने से बहुत ही अधिक ऊष्मा पैदा हो जाती है… अगर कूलिंग फैन पर्याप्त न हों, तो कंट्रोल बोर्ड नष्ट हो जाएंगे।
वास्तविक दुनिया में उपयोग
स्मार्ट ग्रिड मरम्मत में, ये लैंप वाकई बहुत ही उपयोगी हैं… ये पुराने ओवनों का विकल्प हैं… प्री-हीटिंग का समय मिनटों से कम होकर सेकंडों में ही हो जाता है… यह वाकई समय की बचत है।
क्वांटम चिप्स बनाने में, हम क्वार्ट्ज का उपयोग करके तरंगदैर्घ्य को नियंत्रित करते हैं… ऐसा करने से ऊर्जा सीधे ही लक्ष्य तक पहुँचती है… और वापस हीटिंग एलिमेंट में नहीं जाती।
यहाँ तापमान को जल्दी बढ़ाने एवं लक्ष्य से अधिक न बढ़ने के बीच संतुलन बनाना आवश्यक है… PID कंट्रोलरों को ठीक से सेट करना आवश्यक है… अन्यथा लक्ष्य तापमान से अधिक तापमान पहुँच जाएगा… और चिप नष्ट हो जाएगी।