לקבל יותר חום במקום הנכון: אנרגיית אינפרא-אדום לחיישנים ביולוגיים
אם אתם משקיעים זמן בייצור חיישנים ביולוגיים על גבי שבבים, אתם בוודאי מכירים את הבעיות הקשורות לאנרגיה התרמית. מדובר בעניין של דיוק מוחלט. אך הבעיה היא שהנורות באינפרא-אדום הרגילות אינן אמינות – חלק גדול מהאנרגיה נפלט החוצה, מה שגורם לבזבוז אנרגיה ולחימום של כל הדברים חוץ מהשבב עצמו.
החלטנו לפתור את הבעיה הזו. התחלנו להשתמש בציפויי זהב בעלי רמת טוהר גבוהה על גבי המחזירים. למה? מכיוון שזה מאפשר לכל וואט של אנרגיה להגיע בדיוק למקום הנכון.
למה זהב?
הסיבה קשורה ליכולתו של הזהב לעבד את טווח האינפרא-אדום. אלומיניום הוא זול יותר, כן… אך כשמדובר בחום קיצוני הנדרש לייצור חיישנים, אלומיניום אינו מתאים. הזהב אינו סופג את החום – הוא פשוט מחזיר אותו. כך נוצר זרם חום חזק יותר באזור הרצוי, מבלי להגדיל את המתח לרמות מסוכנות. בעצם, מדובר בהפיכת זרם חום רחב לקרן חום ממוקדת. כך נשמר אזור החימום קטן, והשבב אינו נהפך ל”תנור”.
לגבי העומס התרמי
כשבוחרים נורות אלו, הדבר החשוב ביותר הוא האיזון בין ההספק לבין שטח הפנים של הנורה. נורות אינפרא-אדום בעלות צפיפות גבוהה יוצרות חום עז וממוקד. הן פועלות מהר מאוד – ניתן להגיע לטמפרטורות הרצויות תוך שניות בודדות. זה חיוני כשעובדים עם חומרים ביולוגיים רגישים שאינם יכולים להישאר בטמפרטורות גבוהות לאורך זמן.
אך יש צורך להיזהר: כל האנרגיה הממוקדת הזו יוצרת לחץ רב על מערכת הקירור. אם מערכת הקירור אינה יעילה, השבבים עלולים להינזק או שהנורות עלולות להישרף מוקדם מדי.
שימוש בפועל
היתרון הגדול הוא שניתן להחליף את הנורות הרגילות בנורות אלו בקלות. אין צורך לבנות את כל המערכת מחדש. הקושי נעוץ ביישור הנורות – אם הנורה אינה ממוקמת במקום הנכון, הציפוי המזהב אינו יעיל. לכן אנו מבצעים עיבוד מדויק של המחזירים, כדי שהאנרגיה תגיע בדיוק למקום הנכון.
זו שינוי פשוט, אך הוא מקטין את חשבון החשמל ומקצר את זמן הייצור.