Инфракрасное нагревание против нагрева с использованием горячего воздуха: лучший способ сушки пластин MEMS
Если вы когда-либо бывали на производстве MEMS, вы знаете, как это работает. После процедур влажной эрозии или очистки необходимо удалить влагу с поверхности пластин. Большинство старых производственных линий по-прежнему используют нагрев с помощью горячего воздуха. Этот метод действительно работает, но он медленный.
В последнее время все больше инженеров переходят на использование инфракрасного нагревания. Почему? Потому что им надоело ждать.
Проблема с использованием горячего воздуха
Процесс нагрева с помощью горячего воздуха является медленным. Сначала необходимо нагреть воздух, затем он нагревает комнату, а уже потом — пластину. Это означает наличие множества промежуточных этапов. На производствах с высокой производительностью такая задержка становится серьезным препятствием.
Инфракрасное нагревание избавляет от всех этих проблем. Вместо того чтобы нагревать всю комнату, излучение направляется непосредственно на поверхность пластины. Для этого используются излучатели коротковолнового инфракрасного света. Они заставляют молекулы воды вибрировать, что приводит к их испарению. Не нужно ждать, пока вентилятор достигнет нужной температуры. Время сушки сокращается с минут до нескольких секунд. Это огромная разница.
Экономия пространства
Кроме того, замена конвекционной печи на систему инфракрасного нагревания позволяет освободить много места. Не нужны большие вентиляционные каналы и мощные вентиляторы. Все, что нужно — это стабильное питание и правильно настроенная система управления.
Обычно такие системы устанавливаются в корпус из кварца, чтобы сохранять чистоту. Поскольку передача энергии происходит очень быстро и концентрированно, пластины можно перемещать с помощью конвейера. Не нужно хранить их в большой камере и ждать, пока все они обработаются.
Недостатки: высокая мощность
Инфракрасное нагревание действительно быстро, но при этом может быть слишком интенсивным. Если излучатели расположены неправильно, возникают «горячие точки». Это создает риск повреждения тонких мембран MEMS или неравномерного сушения. Необходимо тщательно контролировать параметры нагрева. Если контроллер PID работает неточно, температура может превысить допустимый уровень, что может повредить датчики.
По сути, мы заменяем медленный и мягкий нагрев воздухом на гораздо более быстрый и точный способ нагрева. Это огромный преимущество с точки зрения скорости, если только мы будем тщательно контролировать температуру.