हमने बायोसेंसरों के लिए IR हीटिंग क्यों चुना?
जब हम बायोसेंसर बनाते हैं, तो ऊष्मा एक बड़ी समस्या होती है। पॉलिमरों को सही तरीके से तैयार करने एवं रासायनिक परतों को सक्रिय करने हेतु ऊष्मा आवश्यक है; लेकिन अगर ऊष्मा का उपयोग अत्यधिक किया जाए, तो सब्सट्रेट नष्ट हो जाता है। यह एक संतुलन बनाए रखने वाला मामला है।
लंबे समय तक, सभी लोग बड़े कंवेक्शन ओवनों का ही उपयोग करते रहे। लेकिन वास्तव में, छोटी वेफरों को गर्म करने हेतु पूरे कमरे को गर्म करना बेकार है। इसीलिए हमने शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का उपयोग शुरू किया। इससे हमें पूरे कमरे को गर्म करने की आवश्यकता ही नहीं पड़ती; ऊष्मा सीधे वहीं पहुँच जाती है, जहाँ उसकी आवश्यकता है।
गति एवं सटीकता
यही इसका वास्तविक लाभ है – गति। हम 0.76 से 1.5 माइक्रोमीटर आवृत्ति वाले लैंपों का ही उपयोग करते हैं। इसके कारण ऊष्मा तुरंत ही सामग्री में पहुँच जाती है। अब हमें चीजों के गर्म होने हेतु मिनटों तक इंतजार नहीं करना पड़ता, बल्कि सेकंडों में ही काम पूरा हो जाता है।
इससे वेफर पर तापमान भी अधिक स्थिर रहता है। चूँकि प्रतिक्रिया समय बहुत कम है, इसलिए PID कंट्रोलर चीजों को $\pm 1^\circ\text{C}$ के भीतर ही स्थिर रख सकते हैं। अगर आपने कभी अस्थिर सेंसर संवेदनशीलता का सामना किया है, तो आप जानते ही हैं कि यह छोटा सा अंतर बहुत ही महत्वपूर्ण है।
कारखाने की सफाई
इसके अलावा, ऊर्जा-बचत भी होती है। अधिकांश ओवन ऊर्जा के बड़े उपभोक्ता हैं; क्योंकि उन्हें घंटों तक गर्म रहना ही पड़ता है… भले ही वे वहाँ बिल्कुल भी उपयोग में न हों। IR सिस्टम तो “तुरंत ही गर्म” हो जाते हैं। बस स्विच दबाओ, और वे गर्म हो जाते हैं… कोई पूर्व-गर्मीकरण की आवश्यकता नहीं है, न ही ऊर्जा की बर्बादी होती है।
इसके अलावा, आपकी HVAC टीम भी आपकी तारीफ करेगी… क्योंकि आपके कारखाने में बहुत अधिक अतिरिक्त ऊष्मा नहीं आती… इसलिए कूलिंग सिस्टम को भी इतनी मेहनत नहीं करनी पड़ती।
नुकसान (क्योंकि कुछ भी परफेक्ट नहीं है)
लेकिन यह सब इतना आसान भी नहीं है… उच्च-तीव्रता वाले IR लैंपों के छोर बहुत गर्म हो जाते हैं… अगर ठंडक देने हेतु उचित व्यवस्था न की जाए, तो फिलामेंट जल सकते हैं, या होल्डर विकृत हो सकते हैं।
हम आमतौर पर क्वार्ट्ज कवरों एवं विशेष कोटिंगों का ही उपयोग करते हैं… ताकि ऊष्मा वापस लक्ष्य तक ही जाए। लेकिन सावधान रहें… सफाई हेतु इस्तेमाल किए जाने वाले रसायनों का ध्यान रखें… अगर वे बहुत ही आक्रामक हों, तो वे उन कोटिंगों को नष्ट कर सकते हैं।
लेकिन इसका लाभ तो बहुत ही अधिक है… ऊर्जा-बचत के अलावा, आपको जगह भी बच जाती है… आप बड़े, जटिल ओवनों की जगह छोटे, कॉम्पैक्ट IR मॉड्यूलों का ही उपयोग कर सकते हैं… इससे आपके कारखाने में अन्य उपकरणों हेतु जगह भी बच जाती है।