Чому ми замінюємо гаряче повітря на інфрачервоне світло у виготовленні біосенсорів
Під час створення біосенсорів дуже важливо правильно контролювати процес висихання та полімеризації матеріалів. Протягом багатьох років більшість з нас використовувала традиційний спосіб – нагрівання повітря. Але проблема полягає у тому, що потрібно нагрівати цілу кімнату лише для того, щоб досягти потрібної температури невеликої площі поверхні. Це повільно та клопітно. Крім того, це є марною тратою часу.
Найгірше – це очікування. Саме тут на сцену виходять інфрачервоні лампи. Замість нагрівання повітря навколо деталі, інфрачервоне світло поширюється прямо на саму поверхню деталі. Це все одно, що порівнювати час очікування, поки кімната нагріється, з моментом, коли можна вийти на сонце.
Час досягнення потрібної температури значно скорочується. У процесі обробки напівпровідників чекання на стабілізацію температури в конвективній печі значно знижує продуктивність. За допомогою інфрачервоних ламп можна майже миттєво досягти потрібної температури. Більше немає затримок.
Ми використовуємо лампи з високою щільністю енергії для цієї мети, але є один трюк: необхідно налаштувати довжину хвилі так, щоб вона відповідала властивостям матеріалів біосенсора. Таким чином можна полімеризувати активний шар, не пошкодивши при цьому підкладку.
Але потрібно бути обережними. Якщо направити занадто багато енергії на невелику площу, можуть виникнути „гарячі точки“. Одна помилка – і ваші делікатні біокоатинги будуть зруйновані. Щоб цього уникнути, ми поєднуємо лампи з інфрачервоними пірометрами та контролерами типу PID. Це дозволяє підтримувати температуру поверхні в межах ±1°C. Це дуже зручно, адже машина сама контролює температуру, тож вам не потрібно цим займатися.
Є й недоліки – інфрачервоне світло є дуже швидким, але воно має напрямний характер. Гаряче повітря огортає деталь, як ковдра, але інфрачервоне світло потребує чистої лінії видимості.
Якщо у вашого сенсора дивна форма чи глибокі щілини, можуть виникнути „тіньові зони“ – місця, куди тепло просто не може дістатися. Щоб цього уникнути, ми використовуємо відбивачі для розсіювання світла чи багатоканальні системи ламп для освітлення деталі з різних кутів.
Ще одне: система охолодження також мусить працювати ефективно. Оскільки поверхня деталі нагрівається дуже швидко, необхідно так само швидко видаляти тепло. Інакше може виникнути теплове деформування, що є серйозною проблемою.