استخدام الحرارة بالأشعة تحت الحمراء في أجهزة الاستشعار البيولوجية
عند صنع أجهزة الاستشعار البيولوجية، فإن التحكم في عمليات التجفيف والتصليد يعتبر أمرًا ضروريًا للغاية. لفترة طويلة، كانت الطريقة المستخدمة هي استخدام أفران التسخين الكبيرة الموجودة في غرف التنظيف. لكننا تخلينا عن هذه الطريقة الآن، ونستخدم بدلاً من ذلك مصابيح الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة.
لماذا؟ لأن تسخين كمية كبيرة من الهواء فقط لتجفيف رقاقة صغيرة يعتبر إهدارًا للطاقة، وهو أمر يؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون دون تحقيق أي فائدة حقيقية.
توجيه الحرارة إلى المكان المناسب
الشيء المميز في الأشعة تحت الحمراء هو أنها لا تؤثر على الهواء، بل ترسل الطاقة مباشرة إلى الرقاقة نفسها. إنها طريقة سريعة جدًا. بدلاً من الانتظار حتى يسخن الفرن، نحصل على حرارة فورية. نقوم بضبط هذه المصابيح لتصدر أطوال موجية معينة يمكن للطبقات النشطة بيولوجياً امتصاصها. بهذه الطريقة، تتم معالجة السطح بشكل مثالي، دون أن تتضرر الرقاقة الموجودة أسفلها. نحصل على قدرة كبيرة في مساحة صغيرة جدًا.
المكونات الأساسية
لا نتهاون في استخدام المكونات عالية الجودة. نستخدم أغلفة من الكوارتز عالي النقاء، حتى لا يتسرب أي شيء إلى بيئة الرقاقات الإلكترونية ويفسدها. كما أن الفتائل المستخدمة مضبوطة بدقة، حتى لا تظهر “نقاط ساخنة” في الرقاقات، وهو أمر خطير للغاية. نستخدم أيضًا موصلات قياسية؛ إذا تعطلت إحدى المصابيح، يمكن استبدالها بسرعة واستئناف العمل. لا أحد يحب التوقف عن العمل.
نصيحة مهمة: يجب أن يكون توتر الطاقة مضبوطًا بدقة. إذا كان التوتر أو القدرة غير صحيحة، فسوف تتلف الفتائل بسرعة كبيرة. نستخدم أجهزة التحكم PID للتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح.
التضحيات
استخدام الأشعة تحت الحمراء يعتبر حلاً جيدًا لحماية البيئة، لأنه لا يتطلب تسخين الغرفة بأكملها. لكن هناك عيب واحد: بما أن الأشعة تحت الحمراء تعمل بسرعة كبيرة، فإن هناك فارقًا ضئيلاً بين “الحالة المثالية” و“الحالة المدمرة”. إذا تجاوزت درجة الحرارة الحد المطلوب، فسوف تتلف الرقاقات بالكامل. لذلك، نحتاج إلى جهاز قياس درجة الحرارة سريع الاستجابة، حتى يمكن إيقاف تدفق الطاقة فور وصول درجة الحرارة إلى الحد المطلوب.