Jak vysušit polovodičové destičky typu MEMS bez problémů
Při vysoušení destiček senzorů typu MEMS jde o velmi citlivou rovnováhu. Potřebujete dostatečné množství tepla na dokončení úkolu, ale toto teplo musí být rozloženo co nejrovnoměrněji. Pokud zde zůstane i sebemenší množství vlhkosti – nebo pokud teplo působí na destičku nerovnoměrně – může dojít k jejímu poškození. To je noční můra, kterou si nikdo nechce představit.
Proto vyvíjíme naše ohřívače tak, aby splňovaly ty nejpřísnější tolerance. Snažíme se rychle zvýšit teplotu a udržet ji stabilní po celé ploše destičky.
O výkonu
Abychom destičku vysušili, aniž by došlo k poškození křehkých struktur typu MEMS, pečlivě sledujeme hodnotu výkonu na jeden čtvereční palec. Vysoká hustota výkonu je výhodná, protože umožňuje rychlé odstranění vlhkosti.
Ale zde je problém: zdroj energie musí spolupracovat s napětím ohřívače. Pokusíte-li se přesunout příliš velký průtok elektřiny skrz zařízení s nízkým napětím jen proto, abyste dosáhli požadované teploty, ohřívač bude poškozen. Spálí se mnohem rychleji, než by měl.
Udržování čistoty
V továrnách na výrobu polovodičů je každý drobeček prachu nepřítelem. Používáme kvartz vysoké čistoty nebo speciální keramické povlaky, aby se nic neodlupovalo do komory.
Také uzavíráme ohřívací prvky, abychom zabránili oxidaci. To zajišťuje stabilní výstup tepla, dokonce i po tisících cyklech. A protože tyto prvky neustále expandují a smršťují se, používáme průmyslové konektory. Rozepnutý drát uprostřed výrobního procesu není žádoucí.
Kompromisy
Ohřívače s vysokým výkonem jsou sice účinné, ale způsobují velký tlak na systémy pro vytváření vakua a chlazení. Samozřejmě, zvýšení teploty urychluje proces, ale zároveň hrozí nadměrné tepelné namáhání okrajů destičky. Je potřeba pečlivě nastavit regulátory PID, aby teplota nevybočila z požadovaných mezí.
Rychlá upozornění: pokud chladicí ventilátory nebudou schopny zvládnout teplo vydávané těmito ohřívači, vaše řídicí elektronika začne selhávat. To je otravné a obtížné odhalit. Abychom toho zabránili, doporučujeme postupné zvyšování teploty. Je to sice trochu pomalejší, ale mnohem bezpečnější.