精密な赤外線加熱を利用してバイオセンサーの製造における炭素排出量を削減する
バイオセンサーを作るのは非常に微妙な作業です。硬化や乾燥の過程で、温度を正確にコントロールしなければ、全体が台無しになってしまいます。長い間、私たちは単にこれらの部品を大きな対流式オーブンに入れて加熱していました。しかし、問題は、わずかなウェハを温めるために大量の空気を加熱することは、エネルギーの無駄遣いになるという点です。
そのため、私たちはそうしたオーブンの代わりに赤外線ランプを使い始めました。これはより効率的な加熱方法であり、クリーンルームの環境もより良好になります。
放射エネルギーの力
暖かい空気が循環するのを待つのではなく、赤外線ランプはエネルギーを直接基板に送り込みます。これにより、加熱が迅速に行われます。実際、非常に速いのです。
私たちは短波長の赤外線を使用します。そうすることで、エネルギーがセンサーの薄膜層の中に浸透し、表面だけでなく内部も加熱されます。出力密度が高いため、硬化にかかる時間も大幅に短縮されます。これにより、機械のサイズも小さくなり、電気代も節約できます。
適切なハードウェアの選定
どんなランプでも使えるわけではありません。私たちは高純度の石英製のケースを使用して、何も漏れ出さず、センサーが汚染されないようにしています。
バイオセンサーには極めて繊細な有機層があるため、波長を調整するためにコーティングされたエミッターを使用しています。これは、熱を調整するためのスイッチのようなもので、材料が必要なだけの熱を受け取り、繊細な部分が焼けてしまうことを防ぎます。また、これらのランプは既存のPLCシステムに直接接続できるため、応答時間はミリ秒単位で測定できます。
欠点（必ずあるものです）
しかし、赤外線加熱も万能なわけではありません。多量の放射エネルギーを使うと、ホットスポットが発生します。通常、ウェハの端が過度に熱くなり、基板全体が変形してしまいます。冷却板や空気の流れを適切に調整しなければ、結局は廃棄物しか残りません。冷却を適切に行わなければ、エネルギー節約のメリットは得られません。
しかし、うまく機能すれば、それは素晴らしいことです。私たちは、遅くてエネルギーを多く消費する従来の加熱方式の代わりに、必要な時だけ動作する精密な加熱方式を採用しています。