Pare de aquecer o ar: uma maneira melhor de secar as waferes MEMS
Se você já trabalhou com a fabricação de MEMS, sabe bem o quanto é difícil secar essas waferes. É preciso encontrar um equilíbrio: quer-se que elas fiquem completamente secas e sem resíduos, mas não se pode usar calor intenso, pois isso causará deformações nas waferes.
A maioria das pessoas simplesmente coloca as waferes em um forno convencional. O problema é que esses fornos aquecem TUDO – o ar, as paredes, o chassi… tudo, exceto a própria wafer. Isso representa um desperdício de energia e é um verdadeiro pesadelo para quem precisa fazer a manutenção do equipamento. Não há nada pior do que tocar em uma superfície ainda quente o suficiente para queimar a pele.
É por isso que optamos pelo aquecimento direcionado, utilizando lâmpadas de infravermelho de onda curta.
Como funciona na prática
Pense nisso da seguinte forma: o aquecimento por convecção é como tentar aquecer um ambiente com um aquecedor. Já o infravermelho funciona como uma lanterna, mas com calor. A energia se move em linha reta, do filamento da lâmpada até a wafer. Como o calor é direcionado, não há desperdício de energia ao aquecer o ar ao redor da wafer. O resultado? A wafer recebe o calor necessário, enquanto a superfície externa da lâmpada permanece fria ao toque.
Definindo as especificações corretas
Geralmente, usamos tubos de halogênio de quartzo de alta intensidade. Usamos quartzo porque ele permite que a radiação de onda curta passe através dele, sem absorver energia. Isso garante a alta densidade de energia necessária para secar rapidamente a wafer.
Mas aqui está o ponto complicado: os refletores. É preciso ajustar o ângulo do feixe com precisão. Se houver um erro de alinhamento, mesmo que seja de poucos graus, você não estará aquecendo a wafer – estará apenas aquecendo as paredes do compartimento. É assim que surgem aquelas manchas causadas pelo calor excessivo. O alinhamento é fundamental.
A realidade da instalação
Não é tão simples assim. As lâmpadas de infravermelho de alta potência consomem muita energia. Se sua fonte de alimentação não for capaz de suportar esse aumento de carga inicial, você terá problemas.
Além disso, tenha cuidado ao manipulá-las. Esses tubos de quartzo são frágeis. Um movimento brusco durante a substituição pode quebrá-los. Para facilitar as coisas, sugerimos o uso de conectores padronizados. Assim, é possível substituir as lâmpadas facilmente. Apenas preste atenção ao tempo de aquecimento. Se você aumentar demais a potência para acelerar o processo, os filamentos serão destruídos mais rápido do que o esperado. É preciso encontrar o equilíbrio entre velocidade e durabilidade.