Aquecimento por infravermelhos versus ar quente forçado: uma maneira melhor de secar waferes MEMS
Se você já trabalhou em uma fábrica de MEMS, sabe bem como funciona o processo. Após o etching ou limpeza, é preciso remover toda a umidade dos waferes. A maioria das fábricas mais antigas ainda utiliza ar quente forçado para esse fim. Claro, isso funciona, mas é lento.
Ultimamente, mais engenheiros estão adotando o aquecimento por infravermelhos. Por quê? Porque eles estão cansados de esperar.
O problema de “esperar pelo ar quente”
O problema com o ar quente é que é um processo lento. É preciso aquecer o ar primeiro, que por sua vez aquece a câmara, e só então o wafer é aquecido. Há muitos intermediários nesse processo. Em produções em grande escala, esse atraso se torna um grande obstáculo.
O aquecimento por infravermelhos elimina tudo isso. Em vez de aquecer todo o ambiente, a energia radiante atinge diretamente a superfície do wafer.
Usamos emissores de infravermelhos de onda curta para fazer isso. Eles fazem com que as moléculas de água vibrem instantaneamente, transformando-as em vapor. Não é preciso esperar que o ar atinja a temperatura desejada. Os ciclos de secagem passam de minutos para poucos segundos. É uma diferença enorme.
Economia de espaço
Além disso, substituir um forno convencional por um sistema de aquecimento por infravermelhos libera muito espaço. Não há mais necessidade de dutos enormes ou sopradores grandes. Tudo o que se precisa é de uma fonte de energia estável e um sistema de controle eficaz.
Geralmente, esses sistemas são revestidos de quartzo para manter tudo limpo. Como a transferência de energia é rápida e concentrada, é possível mover os waferes por meio de transportadores. Não é mais necessário armazená-los em uma câmara grande e esperar que todos sejam secos.
Desvantagens: o poder dos infravermelhos
O aquecimento por infravermelhos é rápido, mas também pode ser agressivo. Se os emissores não estiverem posicionados corretamente, poderão surgir pontos quentes. Isso é perigoso, pois muito calor em um único ponto pode deformar as membranas finas dos MEMS ou causar padrões irregulares de secagem.
É preciso ter cuidado com os circuitos de feedback dos sensores. Se o controlador PID não funcionar bem, é possível ultrapassar a temperatura desejada, danificando as estruturas dos sensores.
Em resumo, estamos trocando o calor lento e suave do ar por algo muito mais rápido e direcionado. É uma grande vantagem em termos de velocidade, desde que se controle bem a temperatura.