Het vervangen van hete lucht door infraroodverwarming bij het drogen van MEMS-chips
Lang was het gebruikelijke procedé om MEMS-sensorchips te drogen, gewoon hete lucht over ze heen blazen. Het is een ouderwetse manier. Hierbij wordt gebruik gemaakt van con Vecatie om warmte over het oppervlak te brengen, in de hoop dat de vochtigheid kan verdampen.
Het probleem? Het proces is ontzettend langzaam. Je moet minutenlang wachten tot de lucht echt in de kleine spleten en structuren van de MEMS-chip komt. Dit vormt een belemmering voor het productieproces.
Daarom hebben we besloten om infraroodverwarming te gebruiken. In plaats van de lucht op te warmen, wordt de energie rechtstreeks naar de chip gestuurd.
Waarom het veel sneller gaat
Stel je voor dat de infraroodstralen rechtstreeks op de watermoleculen worden gericht. De energie raakt de watermoleculen, waarna het water meteen verdwijnt. Het duurt bijna geen tijd.
Je hoeft geen wacht te houden tot de lucht zich door de ruimte verspreidt. Je gaat van een trage beweging over op een snelle beweging. In een echte productielijn betekent dit dat een wachttijd van enkele minuten wordt teruggebracht tot slechts enkele seconden. Dat is een enorme verbetering voor de productietijd.
De uitdagingen
Je kunt niet zomaar een gewone heater vervangen door een lampje. Infraroodverwarming is erg intensief. Als de lampen niet op de juiste plek staan of als je te veel vermogen gebruikt, kan dat leiden tot thermische schade of beschadigde chips. Dat is een groot probleem. Je hebt dus een goede PID-controller nodig om dit te voorkomen.
We gebruiken meestal korte-golflengte infraroodemitters. Ze dringen diep in het materiaal door, waardoor je de restanten snel kunt laten verdampen, zonder dat het hele materiaal beschadigt wordt.
Het goed laten werken van de apparatuur
Ook de ruimte die nodig is, verandert. Infraroodlampen nemen veel minder ruimte in beslag dan grote ventilatoren en alle bijbehorende leidingen.
Let echter goed op de stroomsterkte. Je vervangt een ventilatormotor door een lampenarrangement met hoge stroomverbruik. Zorg ervoor dat je stroomvoorziening in staat is om deze plotselinge stijging in stroomverbruik aan te kunnen.
Als je de productie van MEMS-chips vergroot, leidden deze paar seconden per chip op den duur tot enorme besparingen. Het gaat erom dat je stopt met het verplaatsen van lucht en begint met het verplaatsen van fotonen.