IR-verwarming versus geforceerde warme lucht: een betere manier om MEMS-wafers te drogen
Als je ooit in een MEMS-fabriek hebt gewerkt, weet je hoe het gaat. Na het natte eten of reinigen moet de vochtigheid van de wafers worden verwijderd. De meeste oude apparaten maken nog steeds gebruik van geforceerde warme lucht. Het werkt wel, maar het is langzaam.
Steeds meer ingenieurs kiezen nu voor IR-verwarming. Waarom? Omdat ze genoeg hebben van het wachten.
Het probleem met ‘wachten op de lucht’
Warme lucht is een langzaam proces. Eerst moet de lucht worden verhit, waarna de ruimte wordt opgewarmd en uiteindelijk ook de wafers. Er zijn veel tussenliggende stappen. In een grote productiefaciliteit wordt dit een groot probleem.
IR-verwarming bespaart deze tijd. De stralingsenergie bereikt rechtstreeks het oppervlak van de wafel. We gebruiken kortegolflengte-IR-emitters om dit mogelijk te maken. Hierdoor trillen de watermoleculen bijna onmiddellijk, zodat ze snel in stoom veranderen. Je hoeft niet te wachten tot de lucht de juiste temperatuur heeft bereikt. De droogtijd daalt van minuten naar slechts een paar seconden. Dat is een enorm verschil.
Ruimtebesparing
Bovendien bespaart het gebruik van IR-verwarming veel ruimte. Je hoeft geen grote ventilatiesystemen meer te gebruiken. Alles wat je nodig hebt, is een stabiele stroomvoorziening en een goed functionerend controleysteem.
We gebruiken meestal kwarts om de systemen schoon te houden. Omdat de energieoverdracht zo snel en geconcentreerd is, kunnen de wafels gemakkelijk worden vervoerd met behulp van een transportband. Er is geen behoefte meer om de wafels in één grote ruimte te bewaren en te wachten tot ze allemaal klaar zijn.
Het nadeel: het is krachtig
IR-verwarming is snel, maar kan ook gevaarlijk zijn. Als de emitters niet op de juiste manier zijn geplaatst, kunnen er hete plekken ontstaan. Te veel hitte op één plek kan de dunne MEMS-membranen beschadigen of leiden tot onregelmatige droogtingspatronen.
Je moet dus goed opletten met de sensoren. Als de PID-regelaar niet goed werkt, kan de temperatuur te hoog worden en kunnen de sensoren beschadigd raken.
Kortom: je vervangt de trage, milde warmte van lucht door een veel snellere en gerichtere vorm van verwarming. Dat is een grote verbetering als je goed op de temperatuur let.