Het verminderen van het koolstofgehalte bij het drogen van MEMS-onderdelen met infraroodstraling
Bij het maken van MEMS-sensoren is het belangrijk om het vocht van de schijven te halen. Je wilt natuurlijk dat het water verdwijnt, maar je kunt het niet zomaar wegverhitten met hitte – anders zal het gehele onderdeel vervormen.
Daarom gebruiken we lampen die infraroodstraling afgeven. In plaats van de lucht, de muren en alles anders in de ruimte op te warmen, bereikt de infraroodstraling rechtstreeks de watermoleculen. Het is een directe aanpak.
Stop met het opwarmen van de lucht.
Stel je eens voor hoe een traditionele convectieoven werkt: deze verbruikt veel energie. Je moet veel geld uitgeven om de lucht in de oven op temperatuur te brengen, terwijl de schijven nog nauwelijks iets voelen. Infraroodstraling werkt anders: het richt de warmte precies waar die nodig is. Hierdoor verdwijnt de tijd die nodig is om de apparatuur op temperatuur te brengen. Je hoeft geen energie te verspillen aan het wachten tot de machine klaar is. Deze lampen bereiken hun doeltemperatuur al in seconden. En als de volgende lading nog niet klaar is? Dan zet je ze gewoon uit. Geen verspilling van energie.
De uitdagingen in een schoonruimte
In een MEMS-omgeving kan één klein stofdeeltje al een ramp veroorzaken. Het kan dan namelijk hele ladingen onderdelen beschadigen. Om dit te voorkomen, gebruiken we quartsomhulsels van hoge zuiverheid. Ze geven geen stofdeeltjes af en ze stoten ook geen gassen uit.
Maar er is wel een nadeel: om zo’n hoge temperatuur te bereiken, wordt er veel druk uitgeoefend op de filamenten. Als je niet voorzichtig bent, branden ze veel te snel uit. We lossen dit op door de sterkte van de lamp af te stemmen op een constante stroom koellucht rondom de lampen. Het gaat erom dat deze balans wordt behouden.
Het compromis tussen warmte en efficiëntie
Hier begint het lastige: hoe sneller je de productie wilt laten verlopen, des te meer energie heb je nodig. Lampen met hoge vermogens zijn goed voor de productiecapaciteit, maar ze worden enorm heet – vooral op de verbindingen. Als de koeling niet goed werkt, kunnen de draden beschadigen of de sensoren kapotgaan. Het is een constante strijd om de hardware koel te houden, terwijl de schijven tegelijkertijd droog blijven.
Het overstappen op infraroodstraling is dus niet alleen een manier om de productie te versnellen. Het is ook een manier om alle nadelen van conventionele systeem te vermijden. Het is een veel schoonere manier om de doelstellingen van koolstofneutraliteit te bereiken, zonder dat de productiekwaliteit tekortkomt.