Proč vyrábění biosenzorů nahrazujeme horkým vzduchem infračervené záření
Při výrobě biosenzorů je klíčové správně nastavit proces zasychání a odvodnění materiálu. Po celá léta většina z nás používala k tomuto účelu cirkulaci horkého vzduchu. Je to staromódní metoda. Problém ale spočívá v tom, že v podstatě zahříváte obrovskou množství vzduchu jen proto, abyste dosáhli správné teploty na malém povrchu substrátu. Je to pomalé, nudné – a upřímně řečeno, je to plýtvání časem.
Nejhorší je právě čekání.
Zde přicházejí na scénu infračervené (IR) lampy. Místo zahřívání vzduchu kolem součástky posílají IR záření přímo do samotného substrátu. Je to jako rozdíl mezi čekáním, než se místnost vyhřeje, a vstupem do paprsku slunečního světla.
Doba potřebná k dosažení cílové teploty téměř zmizí. Při hluboké obróbce polovodičů je čekání na stabilizaci teploty v konvekční peci opravdu velkou překážkou pro produktivitu. S IR lampami dosáhnete cílové teploty téměř okamžitě. Už žádné zpoždění.
Správné nastavení přímo na místě
K tomu používáme lampy s vysokou hustotou energie. Ale existuje tu jeden trik – musíte naladit vlnovou délku tak, aby odpovídala materiálům použitým v biosenzoru. Tímto způsobem můžete zaschnout aktivní vrstvu, aniž byste incidentálně poškodili nosnou desku.
Ale musíte být opatrní. Pokud do malé plochy vložíte příliš mnoho wattů, vzniknou „horké body“. Jeden špatný krok a vaše citlivé bio-pokryvy budou zničeny. Aby se to nestalo, používáme lampy spolu s IR pyrometry a regulátory PID. Díky tomu zůstává teplota povrchu v rozmezí ±1°C. Je úleva vědět, že stroj sleduje teplotu místo vás.
Kompromisy (protože vždy existují nějaké omezení)
IR záření je opravdu rychlé, ale je směrové. Horký vzduch obklopuje součástku jako deka, zatímco IR záření potřebuje čistou linii vidění.
Pokud má váš senzor podivný tvar nebo hluboké drážky, vzniknou „stinné zóny“ – chladné místa, kam teple nepřichází. Obvykle to řešíme pomocí reflektorů, které odrážejí záření, nebo pomocí více lamp, které osvětlují součástku z různých úhlů.
Ještě jedna věc: váš chladicí systém musí držet krok. Jelikož se substrát rychle zahřívá, musíte tento teplotní nárůst rychle odvést. Jinak dojde ke zkreslení povrchu, což je opravdu problém, který nikdo nechce.