Почему мы используем инфракрасное обжигование для производства безсвинцовых полупроводников
При изготовлении датчиков типа MEMS крайне важно, чтобы подложка не была загрязнена. Необходимо, чтобы пластина была сухой и чистой. Именно поэтому мы используем инфракрасное обжигование. Этот метод позволяет устранить влагу и растворители без необходимости использования сложных химических добавок или катализаторов на основе свинца. Энергия инфракрасного излучения сама выполняет всю работу.
Как это работает с точки зрения физики
Если рассмотреть стандартную конвекционную печь, то она нагревает воздух, а воздух, в свою очередь, нагревает деталь. Этот процесс медленный. Инфракрасное излучение работает иначе: лампы напрямую воздействуют на молекулы воды или растворителей, находящихся на поверхности пластины. Мы используем кратковолновое инфракрасное излучение для работы с MEMS-деталями. Оно быстро проникает через поверхностные слои, что способствует быстрой испарации жидкостей. Процесс начинается почти мгновенно. Это очень важно, так как таким образом избегается явление «формирования корки» на поверхности пластины — когда верхний слой слишком быстро высыхает, а растворители остаются под ним.
Соблюдение принципов «зеленой» технологии
Промышленность движется в направлении использования безсвинцовых материалов и экологичных технологий. Старые методы термического обжига часто требуют использования катализаторов на основе тяжелых металлов, чтобы добиться необходимой температуры. С использованием инфракрасного излучения этого не нужно. Мы используем энергию света для процессов испарения и химического связывания. Не возникает выбросов летучих органических соединений, нет токсичных добавок. Это идеально подходит для использования в чистых помещениях, не создавая лишних проблем.
Ограничения, о которых стоит знать
Высокоинтенсивные инфракрасные нагреватели действительно эффективны. Уровень энергетической плотности очень высок, что хорошо для ускорения процесса обработки деталей. Но необходимо контролировать температурный градиент. Если пластина имеет небольшую толщину, интенсивность инфракрасного излучения может привести к деформации кремния. Мы обнаружили, что использование импульсного источника питания помогает поддерживать температуру подложки в пределах 5°C. Еще один момент: не забудьте о вентиляторах для охлаждения и защите от излучения. Иначе температура в чистом помещении может сильно повыситься, что приведет к срабатыванию сигналов тревоги. Убедитесь, что система охлаждения в вашем помещении способна справиться с выделяемой энергией.