چرا ما از فرهای همرفتی به جای لامپهای مادون قرمز برای تولید سنسورهای زیستی استفاده کردیم؟
هنگام تولید سنسورهای زیستی، مراحل خشککردن و پختن قطعات، مراحلی پیچیدهای هستند. برای این کار، نیاز به دمای مناسب وجود دارد؛ در غیر این صورت، کل محصولات بیفایده خواهند بود. برای مدت طولانی، روش استاندارد، استفاده از فرهای همرفتی بود. اما راستش، گرم کردن هوای موجود در فر برای گرم کردن یک ویفر کوچک، هدر دادن وقت و انرژی است.
به همین دلیل، ما به استفاده از لامپهای مادون قرمز روی آوردیم.
فیزیک این موضوع بسیار ساده است: به جای انتظار برای گرم شدن هوا، تابش مادون قرمز مستقیماً به سطح ویفر برخورد میکند. این تفاوت، مانند تفاوت بین انتظار برای گرم شدن کل اتاق و ورود به نور خورشید است.
ویفر در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر میرسد؛ نه دقیقاً. ما این سیستمها را طوری تنظیم کردهایم که حرارت به طور یکنواخت پخش شود؛ تا از تغییر شکل ویفر یا ایجاد لایههای ناهموار در سطح ویفر جلوگیری شود.
حالا بیایید درباره تجهیزات صحبت کنیم.
ما معمولاً از عناصر کوارتز-هالوژنی استفاده میکنیم. کوارتز اجازه میدهد امواج مادون قرمز به راحتی از آن عبور کنند؛ همچنین، هالوژن مانع از سوختن خیلی سریع فیلامنت میشود. اگر شما از سیستم PLC استفاده میکنید، این لامپها به راحتی میتوانند به آن متصل شوند. شما میتوانید دما را در عرض چند میلیثانیه کنترل کنید.
اما مشکل اینجاست: این لامپها مقدار زیادی حرارت تولید میکنند. اگر سیستم خنککننگ مناسبی نداشته باشید، حرارت محیطی شروع به افزایش میکند. در این صورت، کالیبراسیون سنسور از بین خواهد رفت. برای حفظ دقت فرآیند، باید محیط اطراف را خنک نگه دارید.
بهترین بخش این موضوع چیست؟ هزینه انرژی!
فرهای سنتی، انرژی زیادی مصرف میکنند؛ زیرا برای حفظ دمای ثابت، ۲۴ ساعته کار میکنند. اما با استفاده از لامپهای مادون قرمز، سیستم تا لحظه ورود ویفر به محفظه، خاموش باقی میماند. ما کاهش قابل توجهی در میزان انرژی مصرفی مشاهده کردهایم. این موضوع، هیچ جادویی نیست؛ بلکه یک اصل ساده است. چرا بخواهیم هوا را گرم کنیم، در حالی که میتوانیم مستقیماً قسمت مورد نظر را گرم کنیم؟