كيفية تجفيف شرائح MEMS دون مشاكل
تجفيف شرائح أجهزة الاستشعار من نوع MEMS يتطلب حذرًا شديدًا. يجب أن يختفي الماء بسرعة، لكن إذا تم استخدام طاقة كبيرة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث ضغوط ميكانيكية وتلف في الشرائح.
لقد وجدنا طريقة للتعامل مع هذه المشكلة باستخدام أجهزة تسخين بالأشعة تحت الحمراء مع عواكس مغطاة بالذهب. الهدف بسيط: التأكد من أن الحرارة تصل إلى الشريحة مباشرة، وليس فقط تسخين الجزء الداخلي من الآلة.
لماذا الذهب؟
يستخدم معظم الناس عواكس من الألومنيوم، لكنها تؤدي إلى إهدار كمية كبيرة من الطاقة الحرارية. لذا اخترنا استخدام طبقة ذهبية نقية، لأنها تساعد في توجيه الضوء الأحمر القريب نحو الشريحة. يمكن اعتبار ذلك بمثابة “توجيه الحرارة” بدلاً من “زيادة الحرارة”. نحن نوجه الفوتونات التي كانت ستتناثر في الفراغ نحو الشريحة مباشرة.
الأفضل من ذلك، أنك ستحصل على تدفق حراري أقوى، دون الحاجة إلى استخدام طاقة كبيرة. إنه أكثر كفاءة.
كيفية تحقيق التوازن الصحيح في درجة الحرارة
في عالم MEMS، التناسق هو الأهم. إذا جف الجانب الأيسر من الشريحة بسرعة أكبر من الجانب الأيمن، فسوف تظهر مشاكل مثل التشوهات أو بقايا غريبة على سطح الشريحة. هذا أمر مزعج للغاية.
لقد قضينا وقتًا طويلاً في تعديل شكل العواكس للتخلص من هذه المشاكل. طبقة الذهب تساعد في توزيع الحرارة بشكل متساوٍ على سطح الشريحة، مما يجعل السطح أكثر نعومة.
المشكلة وكيفية حلها
المشكلة هي أنه عند استخدام طاقة كبيرة، فإن جسم الجهاز سيصبح ساخنًا جدًا. لا يمكن تجاهل ذلك. يجب التأكد من أن مراوح التبريد أو أنظمة التبريد بالماء قادرة على التعامل مع الحرارة الناتجة. إذا لم يكن هناك تدفق هواء كافٍ، فإن الأقطاب الكهربائية ستسخن أكثر من اللازم، وبالتالي سيقل عمر الجهاز.
كما يجب التأكد من استخدام جهاز تحكم دقيق من نوع PID. نظرًا لأن النظام المغطى بالذهب يستجيب بسرعة لتغيرات الطاقة، فإنه يجب تعديل معايير التحكم بدقة. وإلا، فقد تتجاوز درجة الحرارة الهدف المطلوب.
بمجرد تحقيق التوازن الصحيح، يمكن تقليل وقت عملية التجفيف، مع الحفاظ على سلامة الشريحة. إنها حل مثالي.