생체센서의 경화를 위해 적외선을 사용하는 이유
생체센서를 제작할 때는 매우 섬세한 균형을 유지해야 합니다. 접착제나 폴리머를 경화시켜야 하지만, 너무 높은 온도를 가하면 생물학적 반응물들이 손상됩니다. 따라서 적절한 온도를 유지하는 것이 중요합니다.
그래서 우리는 적외선 램프를 사용합니다. 적외선은 방 전체의 공기를 가열하는 대신 에너지를 직접 기판에 전달합니다. 이는 대류가 아닌 복사 형태의 열입니다. 따라서 거대한 공간을 가열하는 데 시간을 낭비할 필요가 없으며, 실제로 열이 필요한 부분만을 가열할 수 있습니다.
더 깨끗한 경화 방식
오래된 강제 대류 오븐들을 생각해보세요. 그것들은 엄청난 양의 공기를 움직이는 거대한 히터에 불과합니다. 속도가 느리고 비용도 많이 듭니다. 게다가 낮은 온도에서도 재료를 경화시키기 위해 화학 촉매나 납 기반의 안정제를 사용해야 합니다.
하지만 적외선은 다릅니다. 적외선은 재료 자체의 분자 진동을 직접 타겟으로 합니다. VOC나 유해한 안정제가 필요 없습니다. 또한 오븐이 온도에 도달하기까지 한 시간을 기다릴 필요도 없어서 탄소 배출량도 줄어듭니다. 그야말로 더 깨끗한 방식입니다.
속도와 정밀도의 타협
당사의 생체센서 제작에는 단파 적외선을 사용합니다. 이 방식은 즉시 작동합니다. 열 밀도가 매우 높아 전체적인 열량을 줄일 수 있으며, 생물학적 활성층이 손상되는 것을 방지할 수 있습니다.
하지만 문제점도 있습니다. 열이 너무 강력하기 때문에 정확한 타이밍이 필요합니다. 몇 초만 실수해도 전체 센서 제품군이 망가질 수 있습니다. 따라서 정밀한 PLC가 필요하며, 그렇지 않으면 수율이 떨어질 수밖에 없습니다.
작업장에 적용하기
당사는 이러한 시스템을 기존의 구식 대류식 오븐을 대체할 수 있도록 설계했습니다. 적외선 램프는 공간을 많이 차지하지 않기 때문에, 더 짧은 라인 안에 더 많은 경화 단계를 넣을 수 있습니다.
또한 석영 관을 사용하여 오염 물질이 클린룸 안으로 들어가는 것을 막습니다. 팬이나 공기 흐름 메커니즘이 없기 때문에 고장날 가능성도 훨씬 적습니다.
유일한 번거로움은 석영관을 깨끗하게 유지하는 것입니다. 먼지가 쌓이면 과열이 발생할 수 있고, 그로 인해 유리가 깨질 수 있습니다. 석영관을 항상 깨끗하게 유지하면 계속해서 정상적으로 작동할 것입니다.