كيفية تجفيف رقاقات أجهزة MEMS بشكل صحيح باستخدام الحرارة الإشعاعية
تجفيف رقاقات أجهزة MEMS يتطلب دقة كبيرة في التعامل مع درجة الحرارة. يجب أن يكون هناك حرارة كافية لإزالة الرطوبة، لكن إذا زادت الحرارة أكثر من اللازم، فسوف يتضرر التركيبات الدقيقة الموجودة على الرقاقة.
لهذا السبب نستخدم عواكس مغطاة بالذهب. قد يبدو الأمر معقدًا، لكن الهدف بسيط: ضمان أن تصل حرارة الأشعة تحت الحمراء إلى الرقاقة مباشرة، بدلاً من أن تؤدي فقط إلى تسخين الجزء الداخلي من الجهاز.
لماذا الذهب؟
يبدأ معظم الناس باستخدام عواكس من الألومنيوم، لكن هناك مشكلة: الألومنيوم يمتص ويشتت الكثير من الطاقة، مما يعتبر إهدارًا للطاقة.
لذلك نستخدم طبقة من الذهب عالي النقاء، لأن الذهب أفضل في انعكاس أشعة تحت الحمراء. بدلاً من أن تضيع الحرارة في الجزء الداخلي من الجهاز، فإن طبقة الذهب تعيد الأشعة مرة أخرى إلى الرقاقة.
النتيجة؟ حصول الرقاقة على حرارة أكبر دون الحاجة إلى زيادة قوة الجهاز.
الحصول على أقصى قدر من الكفاءة في مساحة صغيرة
عند اختيار هذه الأجهزة، يجب التركيز على كثافة الطاقة. يجب أن يكون هناك الكثير من الطاقة في مساحة صغيرة.
من خلال تركيز الإشعاع، يمكننا الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة باستخدام طاقة أقل. وهذا يعني أن عملية التجفيف تتم بسرعة أكبر، وتقل مدة العملية لكل رقاقة.
التحديات
لكن هناك تحديات أيضًا. عند تركيز الحرارة بهذا الشكل، فإن أقطاب اللمبة والهيكل الخارجي للجهاز يتضرران.
إذا حاولت تسريع العملية عن طريق زيادة قوة الجهاز، فستواجه مشاكل. من المحتمل أن تتلف الأسلاك الداخلية لللمبة أو يتشوه العاكس، إذا لم يتم ضبط تدفق الهواء بشكل صحيح. يجب أن تجد التوازن المثالي بين كمية الحرارة المنعكسة والقدرة الفعلية للجهاز على التخلص من الحرارة الزائدة.
التركيب
تم تصميم هذه الأجهزة لتكون بديلاً مناسبًا لوحدات الأشعة تحت الحمراء العادية، لذا فإن تركيبها ليس معقدًا.
أهم شيء يجب الانتباه إليه هو التوازن بين محور اللمبة والطبقة المغطاة بالذهب. إذا كانت اللمبة غير متمركزة بشكل صحيح، فإن عملية التجفيف ستكون غير متساوية.
نصيحة أخيرة: يجب توصيل الجهاز بمصدر طاقة مستقر. فالارتفاعات المفاجئة في الجهد قد تدمر اللمبة بسرعة كبيرة.