چرا از نور مادون قرمز برای سنسورها و تراشههای بیولوژیکی استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت سنسورهای بیولوژیکی، باید تعادل دقیقی برقرار کرد. نیاز به حرارت کافی برای خشک کردن مواد چسبنده و فوتورزیستورها وجود دارد، اما اگر حرارت بیش از حد باشد، لایههای بیولوژیکی آسیب خواهند دید. این یک تعادل بسیار حساس است.
به همین دلیل از لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم. در حالی که فرهای سنتی هوای اتاق را گرم میکنند، لامپهای مادون قرمز انرژی را مستقیماً به سطح مورد نظر ارسال میکنند. این روش مؤثرتر و پاکتر است.
جنبههای مثبت استفاده از نور مادون قرمز
فرهای سنتی در واقع جعبههای بزرگی هستند که هوای گرم را درون آنها پخش میکنند. در این روش، انرژی زیادی صرف گرم کردن فضای خالی اتاق میشود؛ همچنین برای جلوگیری از ورود گرد و غبار به سطح تراشه، نیاز به فیلترهای قوی است.
اما نور مادون قرمز متفاوت است؛ این نور مستقیماً به نواحیی از ماده که جذب کننده حرارت هستند، اثر میکند. در نتیجه، حرارت بلافاصله ایجاد شده و سریعاً کاهش مییابد.
علاوه بر این، این روش روشی مناسبتر برای فرآیندهای تولید است؛ چون هیچ گاز سوزانی وجود ندارد، و فقط الکتریسیته وفوتونها وجود دارند. کار بسیار سادهای است.
مزایا و معایب
معمولاً از نور مادون قرمز با طول موج کوتاه یا متوسط استفاده میکنیم؛ چون نیاز به حرارت کافی برای نفوذ به لایههای نازک سنسور وجود دارد. بهترین نکته این است که لامپهای با توان بالا، فضای مورد نیاز برای خشک کردن مواد را کاهش میدهند؛ در نتیجه، فضای کمتری برای نگهداری تجهیزات لازم است.
اما باید مراقب بود؛ اگر توان لامپها خیلی بالا باشد، قسمتهای آلی سنسور آسیب خواهند دید. برای جلوگیری از این امر، از سیستم کنترل PID استفاده میکنیم تا دما در محدوده بسیار کوچکی ($\pm 2^\circ\text{C}$) نگه داشته شود. این کار کمی زمانبر است، اما ارزشش را دارد.
تأثیرات مثبت این روش
استفاده از نور مادون قرمز به این معناست که دیگر نیازی به استفاده از فنهای بزرگ و پرمصرف نیست. سیستم تهویه هوا نیز از این روش سپاسگزار خواهد بود.
مزیت بزرگ این روش این است که با استفاده از کنترل منطقهای، فقط لامپهایی روشن میشوند که در بالای محصول قرار دارند؛ در نتیجه، دیگر نیازی به گرم کردن فضاهای خالی نیست.
این روش جایگزین خوبی برای فرهای قدیمی است؛ همچنین باعث میشود جریان هوا در اتاقهای پاکسازی، کمتر به هم ریخته باشد.