Dlaczego zamiast pieców używamy lamp podczerwieni w produkcji biosensorów i chipów?
Podczas tworzenia biosensorów trzeba zachować delikatną równowagę. Potrzebna jest odpowiednia ilość ciepła, aby utwardzić kleje i polimery, ale jeśli temperatura będzie zbyt wysoka, elementy biologiczne sensora zostaną uszkodzone. To naprawdę delikatna sytuacja.
Dlatego przestaliśmy polegać na dużych piecach konwekcyjnych oraz metodach suszenia z użyciem rozpuszczalników. Zamiast tego używamy lamp podczerwieni o krótkiej długości fali. Taka zmiana jest popularna w całym świecie półprzewodników – wszyscy starają się unikać ołowiu i zmniejszyć emisję szkodliwych substancji.
Jak to właściwie działa?
W standardowym piecu powietrze jest ogrzewane, a następnie to powietrze ogrzewa elementy, które chcemy utwardzić. Proces ten jest wolny, a ponadto trzeba płacić za ogrzewanie całej pomieszczenia oraz metalowej obudowy urządzenia.
Lampy podczerwieni działają inaczej – energia trafia bezpośrednio do molekuł składników służących do utwardzania. Nie ma żadnych pośredników. Dzięki temu zużycie energii jest mniejsze, a nie marnujemy energii na elementy, które nie muszą być nagrzewane.
Czyżto proces suszenia jest prostszy?
Stare metody suszenia często są chaotyczne – chemiczne katalizatory lub gorące powietrze powodują wydzielanie lotnych związków organicznych w miejscu pracy. To oczywiście nie jest dobre dla ludzi, którzy oddychają tym powietrzem.
Lampy podczerwieni umożliwiają „suche” suszenie – bez gazów spalania, bez elementów grzewczych na bazie ołowiu. Tylko czyste ciepło elektryczne. Jeśli chcesz uzyskać certyfikat „Zielnej Fabryki”, to jest to najprostszy sposób na osiągnięcie tego celu.
Kiedy występują wady?
Problem polega na tym, że lampy podczerwieni działają bardzo szybko – można osiągnąć pożądaną temperaturę w kilka sekund. Ale ta intensywność może być dwuskierunkowa. Jeśli nie będziemy uważni, powierzchnia może zostać natychmiast utwardzona, co skutkuje uwięzieniem wilgotnych rozpuszczalników pod powierzchnią. Aby temu zapobiec, trzeba precyzyjnie kontrolować prędkość przenoszenia elementów oraz odległość lamp od produktu.
Jakie są korzyści?
Gdy ustawienia zostaną dostosowane, korzyści są oczywiste: obszar potrzebny do utwardzania elementów znacznie się skraca, co oszczędza mnóstwo miejsca. Ponadto, ze względu na precyzyjne przygotowanie ciepła, rachunek za energię maleje. Można więc osiągnąć cele związane z oszczędzaniem energii i uniknąć użycia ołowiu, przy jednoczesnym utrzymaniu prędkości produkcji na pożądanym poziomie.