
在生物传感器制造过程中减少碳排放:为何我们选择红外技术
制造生物传感器时,最棘手的环节就是产品的固化与干燥过程。长期以来,业界一直使用传统的对流式烤箱来完成这一工序。但问题在于:为了给一个小小的传感器加热而让大量空气升温,其实是一种极大的能源浪费。
我们决定用红外灯系统取代那些传统烤箱。虽然这看起来是个简单的改变,但实际上它大大降低了工厂的碳排放,因为我们可以不再浪费能量来加热空气,而是直接对产品本身进行加热。
将热量精准地传递到需要的地方
没人希望基板出现变形的情况。为了避免这种情况,就需要迅速将热量传递到基板表面。这时,红外技术就派上用场了。无需等待热空气循环,红外灯可以直接将能量传递到芯片上,没有延迟,也不需要等待。由于可以精确控制能量传递的波长,因此生产效率会提高,同时能耗也会降低,因为我们不必再为了保持大型金属箱体的温度而消耗大量电能。
选择合适的波长
我们不会随便选择某种光源。我们会根据传感器的材质来选择合适的波长。如果是较厚的基板,我们会使用短波红外光,以便让热量深入基板内部;而对于表面的薄有机膜,则适合使用中波红外光。此外,我们还使用涂有特殊涂层的石英外壳,这种外壳就像设备的“太阳镜”,能够过滤掉紫外线,从而保护传感器上的敏感生物试剂免受损害。
实际应用中的注意事项
如果想要打造“绿色工厂”,那么用紧凑型的红外阵列替换笨重的加热元件显然是明智之举。这样就能节省洁净室内的宝贵空间。不过需要注意的是,红外光的强度很高。由于热量集中于特定区域,因此相关部件很容易过热。如果冷却系统无法有效应对这种情况,就有可能导致传感器损坏。为避免此类问题,我们会使用闭环PID控制器,它能够确保温度不会过高,从而避免传感器被烧毁。