Сушка микроэлектромеханических чипов с использованием инфракрасного излучения: практичный подход
При производстве МЭМС-датчиков последнее, что нужно — это капля влаги или следы растворителя, которые могут повредить микроструктуру чипа. Это сложный баланс: чип должен быть совершенно сухим, но нельзя просто нагревать его до высоких температур в надежде на лучший результат.
Поэтому мы используем нагреватели на основе коротковолнового инфракрасного излучения. Вместо использования горячего воздуха или химических средств для сушки, инфракрасное излучение передает энергию непосредственно в материал чипа. Это более эффективный и чистый способ.
Как это работает
Представьте конвекционную духовку: сначала необходимо нагреть воздух, а затем уже воздух нагревает продукт. Это отнимает много времени. Инфракрасное излучение работает иначе: оно направляется прямо на молекулы воды на поверхности чипа. Энергия вызывает быстрое испарение воды, и чип становится сухим за несколько секунд.
Ещё одним преимуществом является экономия энергии. Поскольку процесс происходит очень быстро, чип не задерживается в состоянии нагрева в течение десяти минут. Это значит, что нет необходимости беспокоиться о деформации чипа или перемещении допинговых веществ в нежелательные места.
Более экологично (и полезно для легких)
Промышленность постепенно отказывается от свинца в припоях и опасных растворителей. Использование инфракрасного излучения соответствует этой тенденции. Это «сухой» процесс: не нужно удалять загрязненный воздух из системы вентиляции, а также не нужно беспокоиться о вредоносных нагревательных элементах. Достаточно просто подключить устройство, настроить длину волны — и всё готово. К тому же, поскольку не требуется использование мощных вентиляторов для циркуляции горячего воздуха, энергия не теряется через щели в конструкции.
Недостатки
Конечно, это не волшебство. Высокая плотность тепла имеет свои недостатки. Если слишком резко повысить температуру, может возникнуть термический удар. Необходимо аккуратно настраивать контроллеры температуры — иначе можно превысить желаемую температуру и повредить чипы. Кроме того, из-за сильного излучения необходимо обеспечить надежную защиту от излучения. Не стоит, чтобы операторы подвергались воздействию излучения.
Мы разработали эти нагреватели так, чтобы они могли заменить старые, громоздкие системы нагрева. Это позволяет сократить площадь, занимаемую устройствами, и снизить расходы на электроэнергию. Это способ достичь экологических стандартов без снижения скорости производства.