تنظيف رقاقات MEMS باستخدام الأشعة تحت الحمراء
إذا كنت قد عملت من قبل مع أجهزة استشعار MEMS، فأنت تعرف مدى صعوبة تجفيف هذه الرقاقات. وجود بقعة ماء صغيرة أو تلوث أيوني قد يؤدي إلى تدمير الرقاقة بأكملها. لسنوات، كنا نعتمد على أفران التسخين التقليدية، لكن بصراحة، تسخين الغرفة بأكملها من أجل تجفيف رقاقة واحدة يُعد إهدارًا هائلاً للطاقة.
لذلك، تحولنا إلى استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة. بدلاً من تسخين الهواء، يتم تسخين سطح الرقاقة مباشرةً. هذه الطريقة أكثر كفاءة، وتساعد في حماية البيئة أيضًا.
الجانب الحراري
الفكرة هي أن الأشعة تحت الحمراء تعمل عبر الإشعاع. لا حاجة لانتظار تسخين الغرفة؛ فالطاقة تصل مباشرة إلى الهدف.
لكن يجب ضبط كثافة الطاقة بشكل صحيح. إذا كنت تستخدم رقاقات بحجم 300 مم، فيجب ضبط مصابيح الأشعة تحت الحمراء بدقة. إذا كانت الطاقة المستخدمة منخفضة جدًا، فستظهر خطوط تجفيف غير مرغوب فيها. وإذا كانت الطاقة مرتفعة جدًا، فقد يتعرض تركيب الرقاقة للتلف. إنها عملية تتطلب توازنًا دقيقًا.
المكونات المستخدمة
لجعل هذه الطريقة تعمل بشكل فعّال، نستخدم أغلفة من الكوارتز عالية النقاء. يمكن لهذه الأغلفة تحمل التغيرات الحرارية السريعة دون أن تتصدع. كما نستخدم أسلاكًا مملوءة بالهالوجين، لأنها تدوم لفترة أطول وتحافظ على استقرار إضاءة المصابيح.
أما بالنسبة للمكونات الأخرى، فنستخدم موصلات من نوع R7s أو SK15. هذه الموصلات تتناسب بشكل جيد، مما يعني عدم حدوث مشاكل في التوصيل، ويسهل استبدال المصابيح أثناء الصيانة.
التضحيات اللازمة
التحول إلى استخدام الأشعة تحت الحمراء يعتبر خطوة إيجابية نحو تحقيق أهداف “المصنع الأخضر”， لأنه يقلل من وقت التسخين وكمية الطاقة المستخدمة لكل رقاقة.
لكن هناك عيب واحد: كل هذه الطاقة تولد الكثير من الحرارة داخل الجهاز. إذا لم تكن المراوح وأجهزة التبريد كافية، فسيزداد درجة حرارة الجهاز، وستتلف المصابيح بسرعة.
عندما يتم ترتيب الأسلاك وأجهزة التبريد بشكل صحيح، يصبح كل شيء أفضل. يمكن معالجة الرقاقات بسرعة أكبر، ولا يتم إهدار الطاقة، كما يقل حجم الجهاز. في النهاية، نحصل على فاتورة طاقة أقل مقابل استخدام طاقة أكبر في البداية.