ทำไมเราถึงใช้วิธีการกระตุ้นด้วยแสงอินฟราเรดสำหรับวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ปราศจากสารตะกั่ว
เมื่อคุณผลิตเซ็นเซอร์ชนิด MEMS สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการก็คือวัสดุที่มีสิ่งปนเปื้อน คุณต้องการให้แผ่นวัสดุนั้นแห้งและสะอาด นั่นคือเหตุผลที่เราเลือกใช้วิธีการกระตุ้นด้วยแสงอินฟราเรด วิธีนี้ช่วยกำจัดความชื้นและตัวทำละลายได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสารตะกั่วเลย นี่คือวิธีที่ใช้พลังงานโดยตรงเพื่อทำหน้าที่นี้
หลักการทางฟิสิกส์
ลองนึกถึงเตาอบแบบกระแสน้ำร้อนธรรมดาดู มันจะทำให้อากาศร้อนขึ้น แล้วอากาศนั้นก็จะทำให้วัสดุร้อนขึ้น แต่วิธีนี้ช้ามาก ส่วนแสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป แสงอินฟราเรดจะไปกระทำโดยตรงกับโมเลกุลน้ำหรือตัวทำละลายที่อยู่บนแผ่นวัสดุ
เราเลือกใช้แสงอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้นสำหรับการผลิต MEMS เพราะแสงนี้สามารถทะลุชั้นผิวของวัสดุได้อย่างรวดเร็ว ทำให้น้ำและตัวทำละลายระเหยออกไปได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วมาก ซึ่งเป็นข้อดีมาก เพราะจะช่วยป้องกันปัญหาที่วัสดุด้านบนแห้งเร็วเกินไปจนทำให้ตัวทำละลายถูกขังอยู่ด้านใต้
การปฏิบัติตามหลักการ “สีเขียว”
อุตสาหกรรมกำลังมุ่งไปสู่การใช้วัสดุที่ปราศจากสารตะกั่วและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง ซึ่งก็มีเหตุผลที่ดี การใช้วิธีการกระตุ้นด้วยความร้อนแบบเดิมนั้นมักจำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโลหะหนักเพื่อลดอุณหภูมิให้ต่ำลง แต่ด้วยวิธีการกระตุ้นด้วยแสงอินฟราเรด เราสามารถหลีกเลี่ยงสิ่งนี้ได้ เราใช้พลังงานแสงเพื่อทำให้น้ำและตัวทำละลายระเหยออกไป ไม่มีสาร VOC หรือสารเคมีที่เป็นอันตรายออกมาเลย วิธีนี้จึงเหมาะสำหรับการใช้ในห้องสะอาดโดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ
ข้อเสียที่ควรทราบ
แสงอินฟราเรดความเข้มสูงนั้นมีพลังงานสูงมาก ซึ่งเป็นข้อดีสำหรับการทำให้วัสดุร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่คุณก็ต้องระวังเรื่องความแตกต่างของอุณหภูมิด้วย หากแผ่นวัสดุมีความหนาน้อย แสงอินฟราเรดที่มีความเข้มสูงอาจทำให้ซิลิคอนบิดเบี้ยวได้ ดังนั้นเราจึงเลือกใช้แหล่งพลังงานแบบพัลส์ ซึ่งจะช่วยให้อุณหภูมิของวัสดุอยู่ในช่วง 5 องศาเซลเซียสเท่านั้น
อีกอย่างหนึ่งคือ อย่าลืมเรื่องพัดลมระบายความร้อนและการป้องกันความร้อนด้วย ความร้อนจากแสงอินฟราเรดอาจรั่วออกมาได้ หากตัวเครื่องไม่มีการป้องกันที่ดี อุณหภูมิในห้องสะอาดก็จะสูงขึ้น และอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิก็จะส่งสัญญาณเตือน ดังนั้นคุณต้องมั่นใจว่าระบบระบายความร้อนในโรงงานของคุณสามารถรองรับพลังงานที่ใช้ได้