Das richtige Trocknen von MEMS-Wafern
Das Trocknen von MEMS-Sensorwafern ist eine echte Herausforderung. Wenn die Wärmeverteilung nicht richtig gestaltet wird, kommt es aufgrund der Oberflächenspannung zu Haftproblemen – und plötzlich sind die empfindlichen Sensormembranen ruiniert.
Um das zu verhindern, verwenden wir spezielle Infrarotheizelemente. Das Ziel ist einfach: Die übrig gebliebenen Flüssigkeiten müssen sofort verdampfen – ohne dass dabei die Sensoren beschädigt werden.
Die Herausforderungen bei der Wärmeabgabe
Es geht dabei um die Leistungsdichte. Die Temperatur muss über die gesamte Fläche des Waffers gleichmäßig sein. Wenn ein Punkt wärmer ist als die anderen, verformt sich der Wafer. So einfach ist das.
Wir bauen diese Heizelemente mit hoher Leistungsdichte – damit sie schnell hochfahren können. Doch es gibt ein Problem: Hohe Leistung zwar verkürzt die Trocknungszeit, doch sie belastet die Stromversorgung stark. Stellen Sie daher sicher, dass Ihre Stromversorgung den initialen Stromanstieg bewältigen kann.
Sauberkeit ist wichtig
In einer Fertigungsstätte ist Kontamination ein Albtraum. Schon ein kleiner Metallpartikel macht ganz Chargen nutzlos. Deshalb lagern wir die Heizelemente in hochreinen Quarzrohren – dadurch wird eine Ausgasung verhindert und es gelingt, zu vermeiden, dass Metallreste in die MEMS-Strukturen eindringen. Wir verwenden Wolfram für die Heizelemente – schließlich hat Wolfram einen sehr hohen Schmelzpunkt und bleibt stabil. Wir meiden billige Legierungen, die nach ein paar Wochen Verwendung bereits zerfallen oder oxidieren.
Die realen Abwägungen
Wir haben diese Heizelemente so konzipiert, dass sie als Ersatz für herkömmliche Trocknungsmodule dienen können. Zudem haben wir die Anschlüsse verstärkt, damit die Lampen nicht lose werden, wenn die Maschine vibriert.
Aber man muss trotzdem das richtige Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Belastung finden. Es ist verlockend, die Spannung zu erhöhen, um das Trocknen zu beschleunigen – doch dadurch entsteht Wärmeschlag. Man muss den optimalen Bereich zwischen der Leistung der Lampe und der Geschwindigkeit des Transportbands finden. Andernfalls werden die Ränder der Wafer beschädigt.
Und ein Rat: Überdimensionieren Sie die Heizelemente nicht. Wenn die Heizelemente zu leistungsstark für den jeweiligen Raum sind, müssen die Kühllüfter auf Hochtouren laufen, um zu verhindern, dass das Gehäuse schmilzt.