なぜ、バイオセンサーの研究でホットエアの代わりに赤外線を使うのか？
バイオセンサーを作る際、硬化や乾燥の工程が最も面倒な部分です。長年にわたり、標準的な方法はホットエアを使用することでした。しかし正直、これは非常に非効率的な方法です。
問題は、空気を利用するシステムでは、センサー自体が温まる前に、センサーの周囲の空間を加熱するのに多くの時間がかかることです。これは時間とエネルギーの無駄遣いです。
だからこそ、私たちは赤外線ランプを利用する方向に進んでいるのです。
「待つ」という問題
ホットエアの仕組みを考えてみてください。まず空気を加熱し、その後で空気がセンサーを温めます。まるで部屋の中に入る前にエアヒーターで部屋を温めようとするようなものです。大きな遅れが生じます。
一方、赤外線は異なります。それは放射エネルギーです。光子が直接基板に当たります。
半導体製造の世界では、これは大きな利点です。チャンバーが十分に温まるのを待つ必要がありません。温度上昇はほぼ瞬時に行われます。さらに、薄膜型バイオセンサーは非常に繊細なので、素早く加熱・冷却することで、有機層が劣化したり変形したりするのを防げます。
スペースの節約
最も良い点は、スペースを節約できることです。
巨大な送風機や、ホットエアを送るための複雑な配管は不要です。代わりに、ランプをコンベヤーベルトの上に直接接続するだけです。簡単です。
ただし、最大出力で照射してはいけません。1箇所に多すぎるワット数を与えると、熱が集中して基板が変形してしまいます。重要なのは、ランプの配置とコンベヤーの速度のバランスを見つけることです。
間違った使い方のデメリット（常に何か問題はある）
赤外線は速いですが、方向性があります。
ホットエアが部品を覆うように温めるのとは異なり、赤外線は「見える範囲」だけを温めます。もしセンサーの形状が複雑であれば、熱が届かない場所ができてしまいます。通常は、反射板を使ってエネルギーをそのような場所に反射させます。
そして最も重要なのは、冷却エリアをしっかり管理することです。
赤外線は非常に強力なエネルギーを放出するため、部品は高温のままになります。赤外線処理後すぐにその熱を取り除かなければ、残った熱がセンサーの校正を乱してしまいます。迅速に冷却することが重要です。