Tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng phương pháp sưởi bằng tia hồng ngoại cho các cảm biến sinh học?
Khi chế tạo cảm biến sinh học, nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng. Bạn cần nhiệt để làm khô các chất polymer và kích hoạt các lớp hóa chất trong cấu trúc cảm biến. Nhưng nếu sử dụng quá nhiều nhiệt, nó sẽ làm hỏng bề mặt vật liệu được sử dụng để chế tạo cảm biến. Đó là một sự cân bằng rất khó thực hiện.
Trước đây, mọi người thường sử dụng những lò nướng thông thường. Nhưng thật ra, việc sưởi ấm toàn bộ không gian chỉ để làm nóng một tấm wafer nhỏ là điều vô ích. Đó là lý do chúng tôi chuyển sang sử dụng bóng đèn hồng ngoại. Thay vì sưởi ấm toàn bộ không gian, chúng tôi tập trung nhiệt vào chính vị trí cần được làm nóng.
Tốc độ và độ chính xác
Điểm mạnh thực sự của phương pháp này chính là tốc độ. Chúng tôi sử dụng những bóng đèn có bước sóng từ 0,76 đến 1,5 μm. Nhờ đó, nhiệt lượng được truyền vào vật liệu một cách nhanh chóng. Chúng tôi không cần phải chờ hàng phút để vật liệu được làm nóng nữa; chỉ cần vài giây thôi.
Phương pháp này cũng giúp duy trì nhiệt độ ổn định trên toàn bộ bề mặt wafer. Với thời gian phản ứng nhanh như vậy, các bộ điều khiển PID có thể duy trì nhiệt độ ở mức ±1°C. Nếu bạn từng gặp phải tình trạng độ nhạy của cảm biến không ổn định, bạn sẽ hiểu rằng sự chênh lệch nhỏ như vậy cũng rất quan trọng.
Giảm thiểu lượng nhiệt thừa
Một lợi ích nữa của phương pháp này là việc giảm lượng nhiệt thừa. Hầu hết các lò nướng đều tiêu tốn nhiều năng lượng vì chúng phải duy trì nhiệt độ cao trong nhiều giờ liền. Trong khi đó, hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại hoạt động ngay lập tức. Bạn chỉ cần bật công tắc, nhiệt độ sẽ được tạo ra ngay lập tức. Không cần phải làm nóng trước, cũng không lãng phí năng lượng.
Ngoài ra, đội ngũ điều hành hệ thống HVAC cũng sẽ rất hài lòng với phương pháp này. Vì không có nhiệt thừa được giải phóng vào phòng sạch, hệ thống làm mát cũng không cần phải hoạt động quá mức.
Những bất lợi (Vì không có gì là hoàn hảo)
Dù vậy, cũng không phải mọi thứ đều tốt đẹp. Những bóng đèn hồng ngoại có cường độ cao sẽ tỏa ra nhiệt lượng rất lớn ở hai đầu. Nếu bạn không chú ý đến hệ thống làm mát, các sợi dây tóc trong bóng đèn có thể bị cháy hoặc bị biến dạng.
Chúng tôi thường sử dụng vỏ bọc bằng thạch anh và các lớp phủ đặc biệt để chiếu lại nhiệt lượng về phía vật liệu cần được làm nóng. Tuy nhiên, bạn cần chú ý khi sử dụng các chất tẩy rửa; nếu chúng quá mạnh, chúng có thể phá hủy các lớp phủ này.
Nhưng những lợi ích mà phương pháp này mang lại vẫn rất đáng giá. Ngoài việc tiết kiệm năng lượng, bạn còn tiết kiệm được diện tích. Bạn có thể loại bỏ những lò nướng cồng kềnh, thay vào đó sử dụng những mô-đun hồng ngoại gọn nhẹ, có thể được lắp đặt dễ dàng trong dây chuyền sản xuất. Như vậy, bạn sẽ có nhiều không gian hơn để đặt các thiết bị khác.