جلوگیری از نشت گرما در ساخت سنسورهای بیولوژیکی
هنگام ساخت سنسورهای بیولوژیکی، نیاز به مقدار خاصی گرما بر روی سطح زیرلایه وجود دارد. اما مشکل اینجاست که اکثر گرمایشکنهای استاندارد، انرژی را در همه جا پخش میکنند. این امر باعث ایجاد مشکلات زیادی میشود؛ تمام این «گرمای اضافی» وارد دیوارههای دستگاههای نیمههادی میشود. اگر دمای بدنه دستگاه آنقدر بالا باشد که نتوان آن را لمس کرد، این موضوع خطرات ایمنی زیادی ایجاد میکند؛ همچنین پایداری حرارتی دستگاه نیز از بین میرود.
کنترل مسیر انتقال گرما
برای حل این مشکل، از لامپهای مادون قرمز جهتدار استفاده میکنیم. میتوانید آن را مانند تفاوت بین لامپ روشنایی و فلاش در نظر بگیرید. این لامپها، به جای انتشار نور در همه جهات، از منعکسکنندهها و پوششهای ویژه برای هدایت انرژی مادون قرمز به یک پرتو متمرکز استفاده میکنند. فوتونها دقیقاً به مقصد مورد نظر میروند؛ یعنی مستقیماً روی ویفر سنسور. در همین حال، دیوارههای دستگاه سرد باقی میمانند. این روش، روشی بسیار بهتر برای کار کردن است.
مزایا و معایب
برای دستیابی به چگالی انرژی لازم برای سریعتر شدن فرآیند تولید، معمولاً از عناصر کوارتزی با توان بالا استفاده میشود. این عناصر به سرعت گرم میشوند؛ که این موضوع برای کار با لایههای آلی حساس بسیار مفید است، زیرا این لایهها نمیتوانند مدت زیادی در معرض گرما باشند. اما باید مراقب بود؛ اگر توان زیادی را در یک پرتو باریک وارد کنید، نقاط داغی ایجاد خواهد شد که سنسور را خراب میکند.
توصیه من این است که از این لامپها همراه با کنترلر PID و ترموکوپلهای با پاسخگویی سریع استفاده کنید؛ این کار باعث میشود که دمای دستگاه کنترل شود و از خراب شدن سنسور جلوگیری شود.
تسهیل کار در آزمایشگاه
با استفاده از لامپهای مادون قرمز جهتدار، دیگر نیازی نیست نگران عایقبندی دیوارههای داخلی دستگاه باشید. این امر باعث کاهش فضای مورد نیاز برای نصب دستگاه میشود؛ در نتیجه، فضای بیشتری برای کار در آزمایشگاه فراهم میشود.
علاوه بر این، این روش برای کسانی که دستگاهها را اداره میکنند، بسیار مفید است؛ زیرا آنها دیگر نیازی نیست ساعتها منتظر بمانند تا دمای بدنه دستگاه کاهش یابد، تا بتوانند تنظیمات لازم را انجام دهند یا تعمیراتی انجام دهند.
یک نکته آخر: این لامپها را به یک مدار مخصوص متصل کنید؛ لامپهای مادون قرمز با چگالی بالا، مقدار زیادی جریان را در هنگام روشن شدن مصرف میکنند. مطمئن شوید که منبع تغذیه شما قادر به تحمل این بار بالا باشد؛ در غیر این صورت، مجبور خواهید بود ساعتها وقت خود را صرف تنظیم مجدد کلیدهای قطع برق کنید.