Чому ми замінюємо гаряче повітря на інфрачервоне світло у лабораторіях з виробництва біосенсорів
Під час створення біосенсорів процеси висушування та обробки є найскладнішими. Протягом багатьох років стандартом була використання гарячого повітря. Але, чесно кажучи, цей підхід є дуже неефективним.
Проблема полягає у тому, що системи, які використовують повітря, витрачають багато часу на нагрівання простору навколо сенсора, перш ніж сам сенсор нагріється. Це є марною трата часу та енергії.
Саме тому ми переходимо на використання інфрачервоних ламп.
Проблема очікування
Уявіть собі, як працює гаряче повітря: спочатку потрібно нагріти повітря, а потім це повітря мусить нагріти сенсор. Це схоже на спробу нагріти кімнату за допомогою обігрівача перед тим, як увійти в неї – існує значна затримка.
Інфрачервоне світло працює по-іншому. Це радіаційна енергія; фотони потрапляють безпосередньо на поверхню сенсора. У світі обробки напівпровідників це є великою перевагою. Не потрібно чекати, поки камера нагріється – процес нагрівання відбувається майже миттєво. Крім того, оскільки тонкоплівкові біосенсори є дуже делікатними, швидке нагрівання та охолодження запобігає їх пошкодженню.
Економія простору
Однією з найкращих переваг є те, що не потрібно використовувати великі вентилятори та складну систему трубопроводів для руху гарячого повітря. Достатньо просто розмістити лампи прямо над конвеєрним поясом. Це дуже просто.
Але не можна використовувати максимальну потужність ламп. Якщо занадто багато енергії буде спрямовано на одну точку, це може призвести до пошкодження поверхні сенсора. Важливо знайти оптимальний баланс між відстанню між лампами та швидкістю руху конвеєра.
Недоліки
Інфрачервоне світло є ефективним, але воно має напрямленість. На відміну від гарячого повітря, яке опікує всю поверхню, інфрачервоне світло нагріває лише ті місця, які може „бачити“. Якщо сенсор має складну 3D-форму, то будуть існувати місця, де тепло не доходить. Щоб усунути цю проблему, використовуються відбивачі, які направляють енергію в ці місця.
Ще одним важливим моментом є необхідність ефективного охолодження. Оскільки інфрачервоне світло дає дуже високу потужність, деталі залишаються гарячими. Якщо не швидко видалити це тепло, це може спричинити пошкодження сенсора. Тож необхідно швидко охолодити деталі, щоб усе залишилося у правильному стані.