バイオセンサー製造における熱の漏れを防ぐ方法
バイオセンサーの基板上に熱を加える際、そのエネルギーを正確に目的の場所に送り届ける必要があります。
しかし、ほとんどの半導体製造装置では、標準的なIRランプから出る熱はあらゆる方向に散乱してしまいます。つまり、360度に熱が放出されてしまうのです。そのエネルギーの大部分は基板には届かず、装置の内壁を温めるだけです。もし手を触れるだけで火傷してしまうような状態なら、それは熱漏れが起きている証拠です。
熱を本来の目的の場所に送り届ける方法
これには、指向性のある赤外線技術を利用します。単なる石英管を使うのではなく、反射板や特殊コーティングが施されたランプを使用します。これにより、IR放射線を基板に直接当てることができます。ビームを狭めることで、エネルギーが他の場所に散らばるのを防ぎます。
その結果、基板はより速く目標温度に到達し、装置自体も触っても冷たく保たれます。
問題点とその対処法
ただし、これには代償があります。すべての熱を一点に集中させるため、強度が非常に高くなります。これは装置にとっては良いことですが、バイオセンサー材料自体には大きな負担を与えます。熱を急激に上げすぎると、材料が変形したり、熱衝撃が起きる可能性があります。
ですから、PIDコントローラを調整して、温度上昇が滑らかに行われるようにする必要があります。
より小さく、安全な装置
「無駄な熱」を排除することで、電力代を節約できるだけでなく、実験室全体が安全になります。内部の壁が無駄なエネルギーを吸収しなくなるため、外部の筐体の温度も下がります。つまり、巨大で騒音の多い冷却ファンや、スペースを占領する大きなヒートシンクを使う必要がなくなります。
さらに、このようなランプは、より狭い場所にも設置できます。熱が特定の方向に向けられているため、プラスチック部品が溶けたり、近くのセンサーが損傷したりする心配もありません。精密な電源を接続すれば、各ワットのエネルギーがどこに行くかを完全にコントロールできます。