ייבוש שבבי MEMS: למה אנו עוברים לשימוש בקרינת אינפרא-אדום
כשמדובר בחיישני MEMS, הסיכונים גבוהים מאוד. יש צורך להסיר כל טיפת לחות שנשארה, אך אם עושים זאת באופן חריף מדי, המבנים העדינים האלה עלולים להישבר.
במשך זמן רב, פשוט ניצלנו אוויר חם כדי לייבש את השבבים. אך למען האמת, זה היה תהליך איטי. אנו עוברים כעת לשימוש בחימום באמצעות קרינת אינפרא-אדום – כי ברור שאף אחד לא רוצה לבזבז חצי יום בהמתנה שהשבבים יתייבשו.
ההבדל במהירות הוא אדיר.
חשבו על אוויר חם: צריך לחמם את האוויר, להזרים אותו בתוך החדר, ואז לחכות שהחום יחדור לשבב. זה תהליך איטי מאוד.
קרינת אינפרא-אדום שונה – זו קרינה שחודרת לשבב כמעט מיד. אין צורך לחכות שהאוויר יתחמם. במפעלים עמוסים, זה מאפשר להפוך תהליך ייבוש שנמשך דקות לתהליך שנמשך שניות בלבד.
אך אי אפשר פשוט להגדיל את העוצמה של החימום.
אם מגדילים את העוצמה יותר מדי, השבב עלול להינזק. לכן אנו בוחרים באורך גל מתאים. אנו משתמשים בקרינת אינפרא-אדום בעלת אורך גל קצר, כי היא חודרת לשבב במהירות – דבר שנחוץ לייבוש מהיר.
הבעיה האמיתית היא השליטה בתהליך.
אנו משתמשים במנגנוני בקרה כדי לשלוט בעליית הטמפרטורה. אם החימום נעשה מהיר מדי, הלחות הכלואה בשבב עלולה לגרום לשבירת הממברנות של השבב. רוצים עלייה חלקה בטמפרטורה, ולא עלייה פתאומית.
יש גם בעיות אחרות…
קרינת אינפרא-אדום היא מהירה מאוד, אך היא פועלת רק בקו ראייה בלבד. אוויר חם יכול לחמם את השבב מכל הכיוונים; קרינת אינפרא-אדום יכולה לחמם רק את החלקים שהיא יכולה לראות.
אם למשל, המכשיר שמחזיק את השבבים יש לו צורה מוזרה או חללים עמוקים, יהיו אזורים בשבב שלא ייחממו. צריך לוודא שהגופים שמפיצים את הקרינה נמצאים במיקום הנכון, כדי שכל מילימטר בשבב ייחמם.
בנוסף, צריך לשלוט גם בקירור. כאשר מחממים את השבב במהירות, נוצרת עלייה חדה בטמפרטורה. אם מערכת הקירור לא מסוגלת לעמוד בזה, הטמפרטורה בחדר עלולה לעלות, ואז צריך לנסות לייצב את הסביבה.