
更好的生物传感器,更少的浪费:为何我们选择红外线技术
制造生物传感器其实需要精心调控各种参数。必须确保精确的固化与脱水过程,但用传统的对流式烤箱来实现这一目标,就如同试图通过加热整个房间来加热一片吐司一样——效率极低,而且还会浪费大量能源。
因此,我们转而使用红外线灯组。
将热量精准地传递到需要的地方
当处理如此薄的材质时,不能简单用地面辐射热来加热它们。如果晶圆表面的温度不均匀,那么就会造成大量材料浪费。
而红外线技术则不同。它不需要加热整个腔室内的空气,而是直接将辐射热传递到材料表面。我们可以让这些系统以短时间、高强度的方式工作,从而提高效率。无需再等待空气达到合适温度。
精确控制温度分布
为此,我们使用了短波红外线发射器。理由很简单:这类发射器能更深入地穿透材料,从而加快固化速度。
不过,关键在于:我们不会只使用一盏大功率的灯。而是通过分区控制的方式来调整温度。如果晶圆的边缘温度较低,我们只需增加周边灯光的功率即可。这样就能保持整个传感器阵列的温度一致,无需猜测。
存在的挑战及解决方案
当然,这种方法也有其缺点。当为了加速生产而让高功率灯泡持续工作时,其端点处的温度会变得非常高。如果冷却系统性能不足,灯丝就有可能被烧毁。这是个简单的物理问题:既然要输入这么多能量,就必须把多余的热量排出,否则整个系统就会不堪重负。
减少碳排放
不过,最棒的是,这种技术对工厂的生产效率有着积极影响。传统炉子需要数小时才能升温,而红外线炉则只需要几秒钟。这样一来,就不必再为让机器空转而支付高昂的电费了。每单位的能耗也大幅下降。
这无疑是一种有效的解决方案,它既有助于实现绿色生产目标,又不会影响产品的产量。真是两全其美啊。