تقليل انبعاثات الكربون أثناء تجفيف رقاقات MEMS
لقد بدأنا في استخدام مصابيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء بدلاً من أفران التسخين التقليدية، وذلك أثناء تجفيف رقاقات أجهزة الاستشعار من نوع MEMS. الهدف واضح جداً: تجفيف الرقاقات بشكل أسرع، وتقليل استهلاك الطاقة.
إذا كنت قد عملت في مصنع إنتاج، فأنت تعرف كم من الطاقة يتم استخدامها لتسخين كمية كبيرة من الهواء من أجل تجفيف قطعة صغيرة من السيليكون. هذا استهلاك غير ضروري. الانتقال إلى “مصنع أخضر” يعني ببساطة التخلص من هذا الهدر.
كيف تعمل مصابيح الأشعة تحت الحمراء؟
فكر في الأمر بهذه الطريقة: أفران التسخين التقليدية تسخّن الغرفة بأكملها، بينما مصابيح الأشعة تحت الحمراء تركز حرارتها على الرقاقة فقط.
نستخدم مصابيح ذات موجات قصيرة، لأنها تخترق طبقة الرطوبة بسرعة، مما يؤدي إلى تبخر الماء على الفور. هذا يعني أن وقت التجفيف يقل من دقائق إلى ثوانٍ فقط. بالإضافة إلى ذلك، تستهلك المصابيح الطاقة فقط عندما تعمل، ولا داعي لدفع تكلفة تشغيل المدفئات طوال اليوم.
التحديات المتعلقة باستخدام هذه المصابيح
الأمر ليس بهذه البساطة. للحصول على كثافة حرارية كافية لتجفيف رقاقات MEMS، يجب استخدام مصابيح كوارتز ذات قدرة عالية. يجب أن تكون هذه المصابيح قوية، لأنها تتحول من حالة باردة إلى حالة ساخنة جداً مراراً وتكراراً دون أن تتشقق. كما نستخدم طلاءات خاصة لضمان أن تصل الحرارة إلى الرقاقة وليس إلى هيكل الجهاز نفسه. لا نريد أن يذوب الجهاز أثناء عملية التجفيف.
كما أن هناك مشكلة تتعلق بالتوزيع غير المتساوي للحرارة، إذا لم تكن المصابيح موضوعة بشكل صحيح. لقد حللنا هذه المشكلة عن طريق تعديل شكل المرايا لتوزيع الحرارة بشكل متساوٍ على سطح الرقاقة.
لماذا يهم ذلك للكوكب؟
في النهاية، الأمر يتعلق بانبعاثات الكربون. من خلال تقليل الطاقة المستخدمة في تجفيف كل رقاقة، نتمكن من تقليل انبعاثات الكربون بشكل كبير.
لم نعد بحاجة إلى أنظمة تهوية ضخمة لإخراج الهواء الساخن. أقل طاقة، أقل غازات كربونية. إنها طريقة بسيطة وفعالة لجعل عملية التجفيف أكثر نظافة.