Waarom we ovens vervangen door infraroodlampen bij de productie van biosensoren
Bij het maken van biosensoren zijn de stappen van harden en bakken vaak een bron van problemen. Er is behoefte aan nauwkeurige controle op de temperatuur, maar traditionele conventionele ovens zijn hierbij niet voldoende effectief. Daarom hebben we in onze semiconductiefabrieken overgestapt op infraroodlampen.
Het is een efficiëntere manier van werken. Bovendien is het goed voor het milieu, want we hoeven geen enorme hoeveelheden energie meer te verspillen om een grote metalen kast warm te houden terwijl deze niet wordt gebruikt.
De hitte precies waar nodig hebben
Bij de productie van biosensoren is het belangrijk dat de hitte snel genoeg wordt toegepast. Anders kan het substraat beschadigen. Dit is moeilijk op te lossen. Infraroodlampen lossen dit probleem op, omdat ze de energie rechtstreeks naar het gewenste gebied sturen. We stellen deze systemen in zodat ze precies op de juiste golflengten werken.
In plaats van alle lucht in een grote kamer op te warmen, wordt alleen de chip opgewarmd. Dit is efficiënter en het verlaagt ook de energiekosten per chip.
De hardwarekant (en de trade-offs)
We gebruiken meestal kortegolfkwartslampen. Kwarts is ideaal, omdat het hoge temperaturen kan verdragen zonder dat de filamenten beschadigen. Omdat we ons in een schone ruimte bevinden, mogen er geen ongewenste deeltjes in de buurt zijn. Daarom gebruiken we speciale of goudgelakte reflectoren om het lichtbundel te focussen.
Maar je moet voorzichtig zijn. Er moet een balans zijn tussen de vermogensdichtheid en de gevoeligheid van het substraat. Als je de vermogenssterkte verhoogt om het proces te versnellen, kunnen er ‘ hete punten’ ontstaan als de afstand tussen de lamp en de chip niet precies goed is. Als je de afstand te groot maakt, kunnen de organische lagen verbranden.
Je hebt PID-regelaars nodig die snel kunnen reageren om deze problemen te voorkomen.
Een groenere fabriek bouwen
Het gebruik van infraroodlampen bespaart niet alleen energie, maar ook ruimte. We kunnen die enorme ovens weglaten en in plaats daarvan gebruikmaken van smalle, in-line verwarmingstunnels. Hierdoor hoeft het HVAC-systeem minder hard te werken om de fabriek koel te houden. Dat is een groot voordeel voor iedereen die daar werkt.
De echte magie vindt plaats wanneer je deze lampen combineert met pulserende stroombronnen. Door de energie pulserend te leveren, heeft het materiaal de tijd om zich te stabiliseren tussen de verschillende pulsen. Dit voorkomt oververhitting en houdt de totale energieverbruik laag.