Het drogen van MEMS-chips met infraroodstraling: waarom dit beter is dan oude ovens
Als je een moderne, geavanceerde productielijn wilt bouwen, kun je niet blijven werken met die ouderwetse convectieovens. Ze zijn gewoon te langzaam. Voor het drogen van MEMS-sensorchips gebruiken we nu systemen met kortegolflengte-infraroodstraling. Het gaat hier om snelheid en reactietijd – precies de eigenschappen die nodig zijn wanneer je productielijn digitaal is en snel moet werken.
Waarom infraroodstraling werkt
Infraroodstraling heeft als voordeel dat het geen tijd verspilt aan het opwarmen van de lucht rondom de chip. De straling bereikt direct het oppervlak van de chip. Dat is een groot voordeel, want zo voorkomt men dat de rest van de apparatuur oververhit raakt. Bovendien kan je de vermogenssterkte precies regelen, zodat je de apparatuur rechtstreeks kunt koppelen aan je PLC. Als de dikte van de chip verandert of je de productiesnelheid wilt verhogen, kun je de vermogenssterkte in real-time aanpassen. Je hoeft niet te wachten tot de lucht voldoende is opgewarmd.
De technische aspecten
We bouwen deze verwarmingssystemen zodat ze bestand zijn tegen de strenge omstandigheden in een schone ruimte. We gebruiken kwartskokers van hoge zuiverheid, zodat er geen risico is dat er onzuiverheden de sensoren beschadigen. We streven ook naar een hoge vermogensdichtheid – oftewel: het drogen moet zo snel mogelijk gebeuren.
Let op de stroomvoorziening
Kijk goed uit met de stroomvoorziening. Als de spanning niet overeenkomt met die van de lampen, gaan ze veel te snel kapot. Bovendien worden deze lampen erg heet – niet alleen op het oppervlak van de chip, maar ook aan de uiteinden van de lampen. Gebruik sterke connectors en kabels die de hitte kunnen weerstaan. Anders kunnen de connectoren smelten onder constante belasting. Dat ziet er niet goed uit.
De nadelen
Infraroodstraling is inderdaad snel: ongeveer 60% sneller dan hete lucht. Maar er is één nadeel: het is gericht. Als de chip op een iets andere plek staat, ontstaan er koude plekken. Je moet dus goed opletten hoe de reflectoren zijn geplaatst, zodat de hitte gelijkmatig over het hele oppervlak van de chip komt. Omdat deze systemen zo krachtig zijn, vereisen ze ook meer onderhoud. Je moet ze regelmatig reinigen om te voorkomen dat er residuen of gasvorming optreedt. Maar dat is een kleine prijs om de snelheid te krijgen.