Proč v laboratořích na výrobu biosenzorů nahrazujeme horký vzduch infračerveným zářením
Při výrobě biosenzorů jsou právě fáze vysychání a sušení těmi nejnáročnějšími. Po mnoho let byl standardem použití horkého vzduchu. Ale upřímně řečeno? Je to zdlouhavé.
Problém spočívá v tom, že systémy na bázi vzduchu tráví příliš mnoho času ohřevem prázdného prostoru kolem senzoru, než se samotný senzor rozehřeje. Je to plýtvání časem a energií.
Proto přecházíme na infračervené lampy.
Problém čekání
Představte si, jak funguje horký vzduch – musíte nejprve vyhřát vzduch, a teprve potom může tento vzduch ohřát senzor. Je to jako snažit se vytopit místnost pomocí topného zařízení, než vstoupíte dovnitř – je tu obrovský zpoždění.
Infračervené záření je jiné. Jde o zářivou energii – fotony dopadají přímo na povrch senzoru.
V oblasti zpracování polovodičů je to obrovská výhoda. Nemusíte čekat, dokud se komora „neohřeje“. Nastartování procesu je téměř okamžité. Navíc, protože tenkovrstvé biosenzory jsou velmi citlivé, rychlejší vkládání a vyjímání z teplého prostředí znamená, že organické vrstvy nemají čas se spálit nebo poškodit.
Úspora prostoru
Jednou z největších výhod je to, že se zmenšuje prostor potřebný na umístění zařízení. Nemusíte používat velké ventilátory a složité potrubí na distribuci horkého vzduchu. Můžete jednoduše napojit lampy přímo nad dopravní pás. Jednoduché.
Ale nemůžete je používat s maximální výkonem. Pokud do jednoho místa vložíte příliš mnoho wattů, vzniknou „horká místa“, která zkreslí povrch senzoru. Jde o to najít správnou rovnováhu mezi rozestupem lamp a rychlostí pohybu dopravního pásu.
Nevýhody (protože vždy existují)
Infračervené záření je sice rychlé, ale je směrové. Na rozdíl od horkého vzduchu, který obklopuje součástku jako deka, infračervené záření ohřívá pouze to, co vidí. Pokud má váš senzor složitý 3D tvar, vzniknou „stíny“ tam, kam záření nedosahuje. Obvykle to řešíme pomocí reflektorů, které odrážejí energii do těchto skrytých míst.
A to je ta nejdůležitější věc: musíte správně nastavit oblasti chlazení. Protože infračervené záření dodává tak koncentrovanou energii, součástky zůstávají horké. Pokud rychle neodstraníte tuhle teplo z oblasti pod vlivem infračerveného záření, zbytkové teplo může narušit kalibraci senzoru. Musíte ho rychle ochladit, abyste vše udrželi v pořádku.