Замена горячего воздуха на инфракрасное излучение для сушки пластин с MEMS-датчиками
Долгое время для сушки пластин с MEMS-датчиками использовался метод нагрева горячим воздухом. Это старый способ: при этом от нагрева зависит теплообмен на поверхности пластины, и ожидается, что влага испарится.
Проблема заключается в том, что этот процесс происходит крайне медленно. Приходится ждать минуты за минутами, пока воздух проникнет в узкие щели и мелкие структуры на поверхности пластины. Это создает серьезные препятствия для эффективной сушки.
Поэтому мы перешли на использование инфракрасного излучения. Вместо нагрева воздуха энергия направляется непосредственно на саму пластину.
Почему это гораздо быстрее
Можно сказать так: инфракрасное излучение воздействует непосредственно на молекулы воды. Энергия воздействует на них, вода реагирует и исчезает – почти мгновенно. Не нужно ждать, пока воздух распространится по комнате. Это значительно ускоряет процесс сушки. На настоящем производственном оборудовании время ожидания сокращается с нескольких минут до нескольких секунд. Это огромная экономия времени.
Сложности
Нельзя просто заменить обычный нагреватель на лампу инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение очень интенсивно. Если лампы расположены неправильно или мощность слишком велика, может возникнуть термический удар или деформация пластины. Это катастрофично. Необходим контроллер типа PID для правильного управления процессом нагрева.
Обычно мы используем лампы с коротковолновым инфракрасным излучением. Они проникают в поверхность с большой интенсивностью, что позволяет быстро удалить остатки влаги, не перегревая всю пластину.
Настройка оборудования
Также изменяется планировка помещения: лампы инфракрасного излучения занимают гораздо меньше места, чем объемные вентиляторы и всё необходимое оборудование. Но нужно контролировать мощность ламп. Нужно убедиться, что источник питания может справиться с начальным спадом мощности при запуске системы.
При увеличении производства MEMS-датчиков эта экономия времени на каждой пластине приводит к значительной экономии времени в целом за смену. Это простая замена подхода: вместо перемещения воздуха используется передача фотонов.