Почему мы заменили конвекционные печи на инфракрасные лампы в производстве биосенсоров
При производстве биосенсоров самыми сложными этапами являются высыхание и отверждение материалов. Необходимо, чтобы температура была идеальной — в противном случае весь продукт будет бесполезным. Долгое время стандартным решением было использование больших конвекционных печей. Но, честно говоря, нагревание огромного объема воздуха только для того, чтобы разогреть небольшой кусочек полупроводника, — это пустая трата времени и энергии.
Поэтому мы перешли на использование инфракрасных ламп.
Физика процесса довольно проста: вместо ожидания, пока горячий воздух распространится по помещению, коротковолновое инфракрасное излучение напрямую воздействует на поверхность полупроводника. Это как разница между ожиданием, пока комната прогреется, и входом на солнце. Полупроводник достигает нужной температуры за секунды, а не за минуты. Мы настроили систему так, чтобы тепло распределялось равномерно, что предотвращает искажение формы полупроводника или неравномерное развитие биоактивных слоев.
А теперь о оборудовании.
Обычно мы используем кварцево-галогенные элементы. Кварц позволяет инфракрасным лучам проходить через него без потерь, а галоген помогает избежать слишком быстрого износа нити накаливания. Если у вас уже есть система PLC, эти лампы можно легко подключить к ней. Таким образом, контроль температуры осуществляется в течение нескольких миллисекунд.
Но есть один недостаток: эти лампы выделяют огромное количество тепла. Если не обеспечить должную систему охлаждения или забыть об вентиляции, температура в помещении будет расти. В таком случае калибровка датчика будет невозможна. Необходимо поддерживать прохладную температуру в окружающей среде, чтобы процесс происходил точно.
А самое лучшее? Стоимость энергии.
Традиционные печи потребляют много энергии, поскольку работают круглосуточно, чтобы поддерживать постоянную температуру. С инфракрасными лампами система выключается до тех пор, пока полупроводник не попадет в камеру. Мы видим значительное снижение расхода энергии на единицу продукции. Это не какой-то фокус или модный термин — это просто здравый смысл. Зачем нагревать воздух, если можно просто нагреть сам материал?