Почему мы используем инфракрасное излучение для затвердевания материалов в биосенсорах
При создании биосенсоров тепло играет ключевую роль. Необходимо достаточное количество тепла для затвердевания полимеров и клеев, но если его слишком много, это может повредить биологические реагенты. Это деликатный баланс.
Поэтому мы используем лампы с коротковолновым инфракрасным излучением. Можно сказать, что такой способ подобен использованию конвекционной печи – это все равно что пытаться согреть дом, нагревая воздух в коридоре. Это занимает много времени и требует огромных затрат энергии. Инфракрасное излучение работает иначе: оно направляет энергию прямо в материал, без посредников. Нет необходимости ждать, пока воздух станет горячим.
Кроме того, это позволяет избавиться от опасных химических растворителей и катализаторов на основе свинца, которые обычно используются для затвердевания материалов.
Экономия энергии (и экология)
В мире полупроводников существует большое давление для перехода на «зеленые» технологии без использования свинца. Большинство старых систем сушки используют принудительную циркуляцию воздуха, что фактически означает потерю энергии. Инфракрасные лампы работают иначе: они преобразуют электроэнергию в излучение практически мгновенно. Время подготовки уменьшается до минимума.
Самое прекрасное то, что не нужно нагревать всю чистую комнату только для сушки нескольких деталей. Достаточно нагреть саму деталь. Это значительно снижает расход энергии.
Проблемы
Но не стоит думать, что инфракрасное излучение – это какой-то «волшебный» способ. Если конвейер движется слишком медленно, температура возрастает слишком сильно. Если лампы работают слишком долго, это может повредить биологически активные слои в сенсоре. Все зависит от соотношения мощности ламп и расстояния до детали.
И, пожалуйста, не экономьте на контроллерах PID. Если параметры сенсоров изменяются, лампа может повредить материал за считанные секунды. Это происходит быстрее, чем можно представить.
Улучшение процесса производства
Переход на инфракрасное излучение также положительно влияет на условия на производстве: оно помогает избавиться от летучих органических соединений. Поскольку не используются растворители, воздух становится чище. Это простое решение – достаточно электроэнергии и света. Для инженеров это означает меньше громоздких устройств для очистки воздуха и больше свободного пространства на производстве. Все это делает процесс производства более эффективным.