Die richtige Trocknung von MEMS-Wafern
Die Trocknung von MEMS-Sensorwafern ist eine echte Herausforderung. Wenn man die Temperaturkontrolle nicht genau richtig einstellt, entstehen Probleme durch Haftungseffekte oder Oberflächenspannungen – das kann die Sensoren zerstören. Um dies zu vermeiden, verwenden wir Infrarotheizelemente, um jegliche übrig gebliebenen Flüssigkeiten schnell zu verdampfen. Ziel ist es, die Feuchtigkeit zu entfernen, ohne die empfindlichen Membranen zu beschädigen.
Der Energiekonflikt
Was den Wärmefluss angeht, braucht man eine starke Energiedosis, um die Arbeit schnell erledigen zu können. Das Problem ist jedoch: Wenn die Leistung zu gering ist, zieht sich der Trocknungsprozess in die Länge – dadurch entstehen Wasserstellen auf dem Wafer. Wenn man hingegen zu viel Energie einsetzt, kann der Wafer verformt werden. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem. Wir justieren Spannung und Leistung so, dass die Wärme gleichmäßig auf die Oberfläche des Wafers trifft. Denken Sie daran: Wenn Sie Hochleistungsheizelemente verwenden, muss auch die Kühlung des Geräts ausreichen – sonst entsteht zu viel Strahlungshitze.
Materialien, die wirklich langlebig sind
Wir verwenden hochreinen Quarzkörper, da diese den schnellen Wechsel zwischen Heizen und Kühlung ohne Risse überstehen können. Bei der Arbeit mit MEMS-Sensoren fügen wir oft Schichten auf die Heizelemente hinzu. Dadurch wird das Emissionsspektrum so beeinflusst, dass die Energie direkt auf den Wafer trifft – anstatt nur den Gehäusekörper zu erwärmen.
Ein praktischer Tipp: Achten Sie auf Ihre Anschlüsse. Dort treten meist Probleme auf. Wir verwenden industriegerechte Steckverbindungen – denn eine lose Verbindung kann dazu führen, dass die Lampen innerhalb weniger Wochen kaputtgehen. Zudem halten wir die Abmessungen der Anschlüsse klein, damit mehr Lampen in einem kleinen Trocknungskasten untergebracht werden können.
Die Realitäten im Alltag
Man kann nicht einfach einen Schalter umlegen und darauf hoffen, dass alles gut geht. Wir schalten diese Systeme in PLC-gesteuerte Systeme ein, damit man die Temperatur langsam erhöhen kann. Wenn man sofort maximale Leistung einsetzt, besteht die Gefahr eines thermischen Schocks. Doch je höher die Leistungsdichte ist, desto kürzer hält die Lampe. Im Grunde tauscht man die Lebensdauer der Lampe gegen die Trocknungsgeschwindigkeit ein. Deshalb empfehle ich ein striktes Austauschschema. Es ist viel günstiger, die Lampen regelmäßig auszutauschen, als dass eine Lampe mitten im Prozess versagt und dadurch ganze Chargen von Sensoren unwiederbringlich zerstört werden. Überprüfen Sie außerdem regelmäßig die Isolierung – man möchte schließlich nicht, dass Leckströme den Wafer beschädigen.