Как предотвратить утечку тепла при изготовлении биосенсоров
При нагревании подложек для биосенсоров необходимо, чтобы энергия поступала именно туда, куда нужно. Но у большинства полупроводниковых устройств есть проблема: стандартные инфракрасные лампы излучают тепло во все стороны. Большая часть этой энергии даже не попадает на подложку — она просто нагревает внутренние стенки оборудования. Если невозможно коснуться внешней поверхности оборудования без ожога рук, значит, происходит утечка тепла.
Как направить тепло туда, куда нужно
Чтобы решить эту проблему, мы используем технологию направленного излучения инфракрасных лучей. Вместо обычных кварцевых труб мы используем лампы с отражателями или специальными покрытиями. Это позволяет направлять инфракрасное излучение прямо на подложку. Благодаря этому энергия не рассеивается, а попадает именно туда, куда нужно.
Результат
Благодаря этому подложка достигает желаемой температуры гораздо быстрее, а само оборудование остается прохладным на ощупь.
Недостатки и способы их преодоления
Есть один недостаток: при концентрации всего тепла в одной точке его интенсивность значительно возрастает. Это хорошо для оборудования, но создает дополнительную нагрузку на сам материал биосенсора. Если нагревать слишком быстро, можно повредить материал или вызвать термический удар. Необходимо потратить немного времени на настройку контроллера PID, чтобы процесс нагрева происходил плавно.
Меньшие размеры и большая безопасность
Устранение “ненужного тепла” не только снижает расходы на электроэнергию, но и делает всю лабораторию более безопасной. Когда внутренние стенки не поглощают лишнюю энергию, температура внешнего корпуса оборудования снижается. Это позволяет избавиться от больших и шумных вентиляторов охлаждения или громоздких радиаторов, которые занимают много места на рабочем столе. К тому же такие лампы можно размещать в более компактных местах. Поскольку тепло направлено, можно приблизить лампу к объекту обработки, не боясь повредить пластиковые компоненты или соседние датчики. Если подключить лампу к точному источнику питания, можно полностью контролировать, куда идет каждый ватт энергии.