왜 바이오센서에는 적외선을 사용하는가?
바이오센서를 만들 때 열은 매우 중요한 요소입니다. 폴리머나 접착제를 경화시키기 위해서는 충분한 열이 필요하지만, 너무 많은 열을 가하면 생물학적 반응물들이 손상됩니다. 따라서 적절한 열량을 조절하는 것이 매우 중요합니다.
그래서 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다.
예를 들어, 대류식 오븐은 마치 복도의 공기를 가열하여 집 전체를 따뜻하게 하는 것과 같습니다. 이 방법은 시간이 오래 걸리고 에너지 낭비가 심합니다. 반면 적외선은 에너지를 직접 재료에 전달합니다. 중간 단계가 없으며, 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요도 없습니다.
또한, 일반적으로 사용되는 화학 용매나 납 기반 촉매도 필요 없습니다.
에너지 절약 및 환경 보호
반도체 산업은 ‘친환경적이고 납이 없는’ 방식을 사용해야 한다는 압력을 받고 있습니다. 기존의 건조 시스템은 강제로 공기를 순환시켜 열을 방출하는 방식을 사용하는데, 이는 비효율적입니다. 적외선 램프는 전기를 거의 즉시 열 에너지로 변환시킵니다. 그래서 준비 시간도 줄어듭니다.
가장 좋은 점은, 몇 개의 부품만 건조시키기 위해 전체 클린룸을 가열할 필요가 없다는 것입니다. 부품 자체만을 가열하면 됩니다. 그 결과 에너지 소비가 크게 줄어듭니다.
주의해야 할 점들
적외선 경화 방식도 완벽한 방법은 아닙니다. 컨베이어 벨트의 속도가 너무 느리면 부품이 너무 뜨거워집니다. 램프의 세기가 너무 세고 부품이 너무 오래 노출되면 센서의 생물학적 층이 손상될 수 있습니다. 따라서 와트수와 거리 사이의 균형을 잘 맞추는 것이 중요합니다.
또한, PID 제어기를 소홀히 하면 안 됩니다. 센서의 성능이 저하되면 램프가 몇 초 만에 기판을 손상시킬 수 있습니다. 이는 생각보다 훨씬 빠르게 일어납니다.
작업 과정의 효율화
적외선을 사용하면 작업 환경도 훨씬 개선됩니다. 용매를 사용하지 않으므로 공기도 더 깨끗해집니다. 설치도 간단합니다. 전기와 빛만 있으면 됩니다. 엔지니어들에게는 배기 시스템에 필요한 대형 청정기가 줄어들고, 작업 공간도 더 넓어집니다. 전체적으로 작업 과정이 더 편리해집니다.