Dlaczego nagrzewanie podczerwienią jest lepsze od napędzanego powietrzem w przypadku biosensorów
Podczas produkcji biosensorów kluczowe jest prawidłowe utwardzenie materiału oraz usunięcie z niego nadmiaru wilgoci. Wiele firm nadal używa tych starych pieców na gorące powietrze. Oczywiście one działają, ale fizyka ruchu powietrza stanowi poważną przeszkodę. W przemyśle półprzewodnikowym czas jest jedynym ważnym parametrem – każda stracona sekunda to stracone pieniądze.
Napędzane powietrzem systemy są wolne w działaniu. Najpierw trzeba podgrzać powietrze, a potem czekać, aż ono przeniesie ciepło na materiał, który chcemy poddać obróbce. To proces powolny.
Lampy podczerwone działają inaczej. W ogóle nie zajmują się powietrzem – zamiast tego wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne do bezpośredniego oddziaływania na molekuły w materiale biosensora. Proces ten trwa zaledwie chwilę – od temperatury pokojowej do pożądanej temperatury dochodzi w kilka sekund, a nie minut. To drastycznie zmienia całkowity czas realizacji procesu.
Ponadto, dzięki temu można zaoszczędzić przestrzeń. Nie musimy już korzystać z dużych silników wentylacyjnych ani z grubych, izolowanych komór, które służą do utrzymania stałej temperatury powietrza.
Krótkofalowa podczerwień ma dużą siłę oddziaływania. Można zastąpić konwekcyjną metodę nagrzewania metodą podczerwoną – wtedy przenoszenie ciepła następuje szybciej, bez konieczności obawiania się niewystarczającego utwardzenia warstw materiału. Dlatego właśnie podczerwień jest standardem w przemyśle półprzewodnikowym – eliminuje problem „inercji termicznej”, który sprawia, że systemy oparte na powietrzu działają powoli.
Ale pamiętajmy – podczerwień nie jest czarodziejską różdżką. Jest to intensywne źródło ciepła. Ponieważ ciepło jest tak skoncentrowane, trzeba być ostrożnym. Jeśli materiał, który chcemy poddać obróbce, jest cienki lub delikatny, może dojść do powstania „gorących punktów”, jeśli geometria lampy nie będzie dobrana prawidłowo. Trzeba znaleźć odpowiedni balans pomiędzy mocą lampy a odległością, aby ciepło rozchodziło się równomiernie po całym materiale.
Jeśli kalibracja zostanie źle ustawiona, organiczne warstwy sensora mogą zostać uszkodzone. To tak proste. Potrzebujemy stabilnego źródła zasilania oraz precyzyjnego sterowania typu PID, aby wszystko funkcjonowało prawidłowo. Jeśli odległość zostanie źle dostosowana… cała partia produktów będzie bezużyteczna.