Un modo più intelligente per asciugare i wafer MEMS (senza sprecare energia)
Siamo onesti: il metodo tradizionale per asciugare i wafer MEMS è piuttosto inefficiente. Che si tratti di forni a convezione o di metodi di essiccazione rotazionale, in ogni caso bisogna aspettare mentre un’infinità di energie viene sprecata. È un processo lento, inutile e ormai obsoleto.
Abbiamo trovato un modo migliore. Invece di riscaldare l’intera stanza solo per asciugare un wafer, utilizziamo il riscaldamento a onde infrarosse a corto raggio. Si tratta di un approccio diverso: invece di riscaldare l’aria, riscaldiamo direttamente le molecole d’acqua presenti sul wafer. L’umidità scompare così completamente.
La fisica dietro questo processo è davvero interessante.
Nelle linee di produzione MEMS, è fondamentale trovare il giusto equilibrio tra calore sufficiente per completare il processo e temperatura troppo elevata che potrebbe danneggiare il wafer. Le nostre lampade a infrarossi emettono una lunghezza d’onda specifica, capace di eliminare quella sottile pellicola d’acqua rimasta dopo l’etichettatura del wafer.
Poiché non viene sprecata energia per riscaldare l’aria all’interno della camera di trattamento, il consumo energetico diminuisce notevolmente. Questo rappresenta un vantaggio sia per i tempi di produzione che per l’impatto ambientale.
Ora, parliamo dell’hardware.
Queste lampade vengono realizzate con filamenti allogeni e tubi di quarzo ad alta purezza. Il risultato? Un calore che raggiunge il wafer quasi istantaneamente.
Tuttavia, c’è un problema: queste lampade non possono essere connesse semplicemente a qualsiasi circuito elettrico. La densità di potenza è molto elevata. Se si cerca di aumentare eccessivamente la potenza, si rischiano problemi come shock termici o punti caldi che possono danneggiare le strutture MEMS.
Per garantire sicurezza, è necessario un sistema di controllo preciso. Di solito consigliamo l’uso di controller PID abbinati a pirometri ad alta velocità di risposta. Questo permette di mantenere la temperatura costante e di evitare eventuali sovraccarichi termici.
Come farle funzionare correttamente…
La parte migliore? Queste lampade possono essere sostituite senza problemi. Utilizziamo connettori standard, quindi non è necessario spendere giorni per modificare l’impianto elettrico.
Tuttavia, bisogna fare attenzione: le camere pulite sono particolarmente aggressive per gli strumenti utilizzati. I vapori chimici possono danneggiare i tubi di quarzo. Noi utilizziamo vetro rinforzato, ma è comunque necessario controllare eventuali problemi legati alla formazione di pellicole sui tubi.
Se i tubi si sporcano, la trasferimento di calore diminuisce e l’efficienza energetica scende drasticamente. Mantenendo le lampade pulite, è possibile raggiungere gli obiettivi legati all’efficienza energetica.