چرا از روش خشکسازی با امواج مادون قرمز برای نیمههادیهای بدون سرب استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت حسگرهای MEMS، آخرین چیزی که میخواهیم، وجود مواد آلاینده روی سطح ورقههای سیلیکونی است. لازم است که ورقهها کاملاً خشک و تمیز باشند. به همین دلیل از روش خشکسازی با امواج مادون قرمز استفاده میکنیم. این روش، رطوبت و محلولهای موجود روی ورقهها را بدون نیاز به افزودنیهای شیمیایی یا کاتالیزورهای مبتنی بر سرب، از بین میبرد. در واقع، این روش از انرژی مستقیم برای انجام کار استفاده میکند.
نحوه عملکرد این روش
فکر کنید به یک فر معمولی؛ این فر، هوا را گرم میکند و هوا نیز قطعات را گرم میکند. این روش کند است. اما امواج مادون قرمز متفاوت است؛ این امواج مستقیماً به مولکولهای آب یا محلولهای موجود روی ورقهها حمله میکنند.
ما برای ساخت حسگرهای MEMS، از امواج مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم؛ این امواج به سرعت از لایههای سطحی ورقهها عبور کرده و باعث تبخیر سریع محلولها میشوند. این روش بسیار مؤثر است؛ زیرا از بروز مشکلاتی مانند خشک شدن سریع لایههای سطحی و حبس محلولهای زیر آنها جلوگیری میکند.
رعایت اصول «سبز»
صنعت در حال تغییر به سمت استفاده از مواد بدون سرب و روشهای سبز است؛ دلایل خوبی برای این کار وجود دارد. روشهای خشکسازی سنتی، اغلب نیاز به کاتالیزورهای فلزی دارند تا دما را به حد کافی پایین بیاورند.
اما با استفاده از امواج مادون قرمز، این نیاز وجود ندارد؛ ما از انرژی نوری برای انجام فرآیندهای تبخیر و پیوند شیمیایی استفاده میکنیم. هیچ مواد سمی یا گازهای زیانآوری از دستگاه خارج نمیشود. این روش به خوبی در محیطهای تمیز کار میکند و مشکلی ایجاد نمیکند.
مزایا و معایب این روش
دستگاههای خشکسازی با امواج مادون قرمز، انرژی بسیار زیادی دارند؛ این امر برای تسریع فرآیند خشکسازی بسیار مفید است. اما باید مراقب گرادیان حرارتی باشیم. اگر ورقههای سیلیکونی نازک باشند، اگر شدت امواج مادون قرمز به طور یکنواخت روی سطح ورقهها توزیع نشود، ممکن است ورقهها تغییر شکل دهند. ما دریافتهایم که استفاده از منبع تغذیه پالسی، راه حل مناسبی است؛ این روش، دمای ورقهها را در محدوده ۵ درجه سانتیگراد نگه میدارد.
یک نکته دیگر: فراموش نکنید که از فنهای خنککننده و سیستمهای محافظتی نیز استفاده کنید؛ گرما میتواند از سطح ورقهها خارج شود. اگر محیط اطراف ورقهها به خوبی عایقبندی نشده باشد، دمای محیط تمیز افزایش خواهد یافت و سیستمهای هواکش نیز شروع به کار خواهند کرد. مطمئن شوید که سیستم خنککننده محل کار، قادر به مقابله با انرژی تولید شده توسط دستگاه باشد.