Kızılötesi Işınları Kullanarak MEMS Waflerinin Kurutulması
MEMS sensör waflerini kuruturken dengeli bir yaklaşım benimsemek gerekiyor. Nemin tamamen giderilmesi gerekiyor; ancak herhangi bir kalıntının kalmaması da şart. Ayrıca donanımın zarar görmemesi de önemli.
İşte bu yüzden kızılötesi ışınlarını kullanıyoruz. Kimyasallarla uğraşmak ya da havayı ısıtmak yerine, kızılötesi ışınları su moleküllerine doğrudan etki eder. Bu daha temiz bir yöntemdir ve aynı zamanda çevre dostu, kurşunsuz üretim standartlarına da uygun olur.
Nasıl işler?
Standart bir konveksiyon fırını düşünün. Tüm fırını ısıtmak uzun zaman alır. Kızılötesi ışınlarında ise hedefimiz wafer’in yüzeyidir. Kısa dalga veya orta dalga spektrumları kullanarak enerjinin ince MEMS filmlerinin içinden geçip sıvıların hızla buharlaşmasını sağlarız. En iyi yanı ise fırının önceden ısınmasını beklemeye gerek kalmamasıdır. Sadece cihazı açıp işe koyulabilirsiniz.
Mühendislik açısından…
Genellikle kuvars-halogen elemanlar kullanırız. Kuvars, yüksek termal şoklara dayanıklı olduğu için mükemmeldir. Halojen döngüsü ise lambaların çok hızlı yanmasını engeller. Ancak dikkatli olmak gerekir. Eğer çok fazla enerjiyi küçük bir alana yönlendirirseniz, wafer bozulabilir veya hassas sensör membranları zarar görebilir. Bu yüzden PID kontrol cihazlarını milisaniye düzeyinde tepki vermesi için ayarlarız. Yüzey sıcaklığının tam olarak istenen seviyede kalması gerekiyor.
Neden kızılötesi ısı kullanılır?
Eğer sıcak hava kullanırsanız, aslında kirleticileri MEMS yapılarının içine üflüyorsunuz. Bu da sorun yaratır. Kızılötesi ısı ise temas gerektirmez. Hava akışı yoktur, parçacıklar da hareket etmez; sadece temiz ve kuru ısı vardır.
Ancak bir dezavantajı var: Görüş hattı. Kızılötesi ısı, sadece “görebildiği” yerleri ısıtabilir. Eğer wafer taşıyıcısının şekli tuhafse, soğuk bölgeler oluşur. Bunu düzeltmek için lamba dizileri ve yansıtıcı kaplamalar kullanırız. Böylece ısının wafer’in her santimetresine ulaşmasını sağlarız. Bu sayede enerji israfı engellenir ve kurutma süresi birkaç saniyeye indirgenir.