
我们为何不再使用烤箱来制造生物传感器
制造生物传感器其实需要做到平衡——既需要足够的热量来让聚合物固化,使化学层能够发挥功能,但一旦温度过高,整个传感器就会受损。
长期以来,人们通常使用传统对流式烤箱。不过说实话,为了给一个小小的传感器加热而耗费大量时间和电能实在是一种浪费。因此,我们转而使用专门的红外灯系统。
关键在于热量的分布方式
可以这样理解:烤箱会先加热整个房间,然后再加热空气,最后才加热传感器本身。而红外灯则可以直接照射到芯片或传感器的表面。这样一来,加热速度会快很多——从几小时缩短到几秒而已。由于只需要加热传感器本身,而不是整个空间,所以能耗也会降低。这是一种简单有效的办法,能帮助工厂实现“绿色化”,而不必花费大量金钱去买所谓的环保认证。
棘手的问题以及我们的解决方法
当然,不能随便选择一种加热灯来使用。我们必须根据所使用的材料选择合适的波长。如果需要让热量深入材料内部,那就使用短波红外灯;如果只需让表面固化,那么中波红外灯就足够了。
不过,问题在于:如果功率设置得太高,而没有有效的冷却系统,那么传感器的外壳就会变形,这可是个大麻烦。为了解决这个问题,我们使用了闭环PID控制器。它们就像升级版的恒温器,可以确保温度不会超过设定值。
节省空间
这种方式的另一个好处就是能够节省大量空间。那些大型批量烤箱需要占用大量空间,而使用红外灯后,我们可以把灯具安装在紧凑的传送带上。这样一来,洁净室里的可用空间就会增加。而且,由于热量不会散布到整个房间,空调系统也不需要那么努力地工作来保持室温。
维护也变得非常简单。当某盏灯的亮度下降时,只需更换它即可,操作非常便捷。