چرا ما برای ساخت سنسورهای بیولوژیکی، از فرهای معمولی به لامپهای مادون قرمز روی آوردیم؟
هنگام ساخت سنسورهای بیولوژیکی، مراحل خشک کردن و پختن مواد، مراحلی هستند که معمولاً با مشکلات زیادی همراه هستند. برای کنترل دقیق دما، نیاز به سیستمهای گرمایشی مناسب وجود دارد؛ اما فرهای معمولی بسیار ناکارآمد هستند. به همین دلیل، ما از سیستمهای لامپهای مادون قرمز در خطوط تولید نیمههادی خود استفاده کردیم.
این روش، روشی هوشمندانهتر برای کار است؛ در واقع، این کار مزیت بزرگی برای کره زمین است، زیرا دیگر نیازی نیست انرژی زیادی صرف گرم نگه داشتن یک جعبه فلزی بزرگ در حالت خاموش باشد.
تحویل دادن گرما دقیقاً به جایی که لازم است
مشکل اصلی در تولید سنسورهای بیولوژیکی این است که اگر گرما به اندازه کافی سریع افزایش نیابد، سطح مورد نظر میتواند تغییر شکل دهد؛ این موضوع بسیار پیچیده برای رفع است.
لامپهای مادون قرمز این مشکل را با ارسال انرژی مستقیم به هدف، حل میکنند. ما این سیستمها را طوری تنظیم میکنیم که انرژی دقیقاً به نواحی مورد نظر انتقال یابد.
در عوض گرم کردن تمام هوای موجود در اتاق بزرگ، تنها ویفر گرم میشود؛ این روش کارآمدتر است و میزان انرژی مصرفی را نیز کاهش میدهد.
جنبههای فنی و مزایا/معایب
ما معمولاً از لامپهای کوارتزی با طول موج کوتاه استفاده میکنیم. کوارتز مزیت این را دارد که میتواند در دماهای بالا نیز کار کند، بدون اینکه فیلامنت آن خراب شود. از آنجایی که ما در یک اتاق تمیز کار میکنیم، نمیتوانیم اجازه دهیم ذرات ناخواسته در هوا وجود داشته باشند؛ بنابراین از بازتابندههای ویژه یا طلاپوشیده برای تمرکز پرتو استفاده میکنیم.
اما باید مراقب بود؛ تعادل دقیقی بین تراکم انرژی و حساسیت سطح مورد نظر وجود دارد. اگر توان لامپ را بیش از حد افزایش دهیم، ممکن است نقاط داغی ایجاد شود؛ اگر فاصله بین لامپ و ویفر مناسب نباشد، این نقاط داغ میتوانند لایههای آلی موجود را از بین ببرند.
به همین دلیل، به کنترلرهای PID نیاز داریم که بتوانند به سرعت واکنش نشان دهند و از بروز این مشکلات جلوگیری کنند.
ساخت کارخانههای سبزتر
استفاده از لامپهای مادون قرمز، نه تنها انرژی را صرفهجویی میکند، بلکه فضای لازم برای کارخانه را نیز کاهش میدهد.
ما میتوانیم از فرهای بزرگ استفاده نکنیم و به جای آن از تونلهای گرمایشی کوچکتر استفاده کنیم؛ این کار باعث میشود سیستم تهویه مطبوع نیازی به کار بیشتر برای خنک کردن فضای کارخانه نداشته باشد؛ این موضوع مزیت بزرگی برای کارکنان است.
جادوی واقعی زمانی رخ میدهد که این لامپها با منابع تغذیه پالسی ترکیب شوند؛ با این روش، مواد مورد نظر فرصت پیدا میکنند تا بین پالسهای انرژی، استحکام خود را حفظ کنند؛ این کار از پختن بیش از حد مواد جلوگیری کرده و میزان انرژی مصرفی را نیز کاهش میدهد.