Žárovkové zahřívání vs. horký vzduch: Který způsob skutečně funguje u biosenzorů?
Při výrobě biosenzorů jsou právě fáze vytvrzování a sušení rozhodující – buď vše funguje správně, nebo selže. Mnoho firem stále používá konvenční trouby s cirkulací horkého vzduchu. V poslední době však dochází k velkému přechodu na infračervené (IR) žárovky. Proč? Protože ve světě výroby polovodičů je čas doslova penězi.
Způsob, jakým se teplo přenáší
Horký vzduch je pomalý. Nejprve je potřeba ohřát vzduch, a teprve potom může tento vzduch ohřát podklad. Vždy existuje ten otravný zpoždění. IR žárovky jsou jiné. Využívají elektromagnetické záření k přenosu energie přímo do materiálu senzoru. Nemusí zahřívat vzduch kolem sebe – jednoduše působí přímo na cíl. Rozdíl v rychlosti je obrovský. IR žárovky dosáhnou požadované teploty během sekund. S pomocí force-fed air trvá toto proces několik minut. Při výrobě velkého množství kusů se tyto ztracené minuty mění v hodiny ztraceného času každou směnu. Je to frustrující.
Prostor a přesnost
Jednou z největších výhod IR žárovek je možnost kontroly. Můžete ohřívat konkrétní oblasti na waferu nebo senzorovém poli, aniž byste museli ohřívat celou komoru. To je velmi důležité, protože tak zabráníte deformaci citlivých podkladů. Kromě toho můžete se zbavit objemných ventilátorů a rozsáhlých potrubí. Výrobny tak zaostří svůj prostor. Najednou máte prostor pro více výrobních stanovišť ve stejné čisté místnosti, aniž byste museli čelit problémům s prostorovými omezeními.
Nevýhody
Není to však dokonalé. IR žárovky jsou sice rychlé – možná až příliš rychlé. Nemají tu „vzduchovou bariéru“, která by zmírnila účinky tepla. Pokud dojde k náhlé změně napětí, podklad to okamžitě ucítí. Budete potřebovat velmi přesný PID regulátor, jinak riskujete poškození biovrstev. Je tu také problém spojený s hloubkou. Protože povrch se okamžitě zahřeje, mohou u tlustších podkladů vzniknout teplotní rozdíly – horní část se zahřívá rychle, zatímco spodní část zůstává chladná. Musíte pečlivě zvolit vzdálenost žárovky a její výkon, abyste zajistili, že teplo skutečně pronikne do materiálu. Pokud chcete zkrátit dobu výroby a dosáhnout větší přesnosti, obvykle je lepší nahradit konvenční zahřívání IR žárovkami. Jedná se o jednoduchou změnu v fázi zahřívání, která urychluje celý proces výroby.