Proč používáme zasychání infračerveným zářením u bezolovnatých polovodičů
Při výrobě senzorů typu MEMS rozhodně nechcete, aby substrát byl kontaminovaný. Potřebujete, aby čip byl suchý a čistý. Proto se spoléháme na zasychání infračerveným zářením. Tento proces odstraňuje vlhu a rozpouštědla bez potřeby použití složitých chemických přísad nebo katalyzátorů na bázi olova. Jednoduše jde o přímé využití energie k dosažení požadovaného efektu.
Jak to vlastně funguje
Vezměte si běžnou konvekční troubu – ta zahřívá vzduch, a ten potom zahřívá čip. Je to pomalé. Infračervené záření je jiné – lampy působí přímo na molekuly vody nebo rozpouštědel na povrchu čipu. U senzorů typu MEMS používáme krátkovlnné infračervené záření. To rychle pronikne do povrchových vrstev, což způsobí rychlou odpařovací reakci. Nastartování procesu je tedy téměř okamžité. To je velká výhoda, protože zabrání problému „suchého povrchu“ – situaci, kdy se horní vrstva příliš rychle vysuší a rozpouštědla zůstanou pod ní.
Dodržování „zelených“ pravidel
Průmysl směřuje k používání produktů bez olova a s menším dopadem na životní prostředí – a to z dobrého důvodu. Tradiční tepelné zasychání často vyžaduje katalyzátory na bázi těžkých kovů, aby se teplota dostala na úroveň potřebnou k procesu. S infračerveným zářením toto opomeneme – použijeme světelnou energii k odpařování a chemickému spojování molekul. Z topeniště nevycházejí žádné škodlivé látky, žádné toxické přísady. Tento způsob se skvěle hodí do čistých prostor, aniž by způsobil problémy.
Kompromisy, které je potřeba znát
Vysokointenzivní infračervená topidla mají velkou sílu – hustota energie je opravdu vysoká, což je skvělé pro rychlejší zpracování čipů. Ale musíte dbát na tepelný gradient. Pokud je čip tenčí, může dojít ke zkreslení křemíku, pokud intenzita infračerveného záření není na povrchu rovnoměrná. Zjistili jsme, že nejlepší řešení je použití pulzního napájení – to udržuje teplotu substrátu v rozmezí 5 °C. Ještě jedna věc: nezapomeňte na chladicí ventilátory a izolaci. Infračervené záření uniká ven – pokud není obal dobře izolován, teplota v čisté místnosti prudce stoupne a začnou fungovat alarmy. Ujistěte se tedy, že chlazení vaší provozny dokáže držet krok s energií, kterou do ní vkládáte.