Bỏ qua phương pháp cũ: Sấy khô các tấm wafer MEMS bằng ánh sáng hồng ngoại
Khi chế tạo các cảm biến MEMS, việc loại bỏ hơi ẩm trên các tấm wafer là một thách thức lớn. Bạn cần loại bỏ hơi nước càng nhanh càng tốt – nhưng nếu kiểm soát nhiệt độ không tốt, vật liệu sẽ bị tổn thương và toàn bộ sản phẩm sẽ bị hỏng.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các bóng đèn hồng ngoại tần số cao. Hãy tưởng tượng về lò nướng thông thường: nó làm nóng toàn bộ môi trường xung quanh – không khí, các bức tường, toàn bộ căn phòng – chỉ để sấy khô một tấm wafer duy nhất. Đó là sự lãng phí năng lượng. Ngược lại, ánh sáng hồng ngoại tác động trực tiếp lên bề mặt tấm wafer, không cần qua bất kỳ trung gian nào.
Về mặt vật lý, nguyên lý hoạt động của chúng khá đơn giản. Các bóng đèn này chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng. Chúng được thiết kế để tập trung nhiều năng lượng vào một không gian nhỏ, giúp hơi nước bay hơi trong vài giây. Vì không cần làm nóng không khí xung quanh tấm wafer, nên năng lượng không bị lãng phí. Đó chính là ưu điểm của phương pháp này.
Về phần thiết bị: Chúng được chế tạo từ sợi wolfram bên trong thủy tinh quartz có độ tinh khiết cao. Để chúng hoạt động hiệu quả hơn, chúng ta phủ một lớp phủ đặc biệt lên bề mặt thủy tinh quartz. Điều này giúp năng lượng tập trung vào các giọt nước, thay vì thấm vào chất nền silic.
Lưu ý quan trọng: Hãy chú ý đến công suất của các bóng đèn này. Chúng hoạt động rất nhanh nhờ công suất lớn, nhưng điều đó cũng gây áp lực lớn lên hệ thống cung cấp điện. Nếu hệ thống dây điện của bạn không đủ khả năng chịu đựng dòng điện cao này, bạn sẽ phải thay cuộn cảm thường xuyên.
Áp dụng vào nhà máy: Nếu bạn vẫn sử dụng các hệ thống sưởi bằng gas hoặc lò nướng thông thường, việc thay thế chúng bằng các bóng đèn hồng ngoại là một lựa chọn tuyệt vời. Điều này giúp giảm lượng điện năng tiêu thụ cho mỗi tấm wafer.
Chúng được thiết kế để có thể thay thế ngay lập tức, vì vậy bạn không cần phải ngừng hoạt động toàn bộ dây chuyền sản xuất trong vài tuần chỉ để nâng cấp thiết bị. Bạn có thể xử lý các tấm wafer nhanh hơn, và lượng khí thải cũng giảm đi.
Một điều cần lưu ý nữa: Càng tăng cường độ ánh sáng, bạn càng cần chú ý đến việc làm mát vỏ bóng đèn. Nếu không, các kết nối của bóng đèn có thể bị hỏng, và đó là điều mà ai cũng muốn tránh.