Почему мы используем инфракрасное облучение для процесса отверждения – чтобы избежать использования свинца
Создание биосенсоров требует тонкого балансирования. Необходимо достаточное количество тепла для отверждения клеев и слоев материала, но если его слишком много, это может повредить чувствительные поверхности. Поэтому мы используем инфракрасные лампы. Вместо горячего воздуха они используют излучение для выполнения задачи. Это позволяет нам обойтись без систем принудительной циркуляции воздуха и вредных химических растворителей, которые часто противоречат стандартам „зеленой“ промышленности и требованиям к использованию материалов без свинца.
Как это работает на самом деле
Представьте себе обычную конвекционную печь: она нагревает воздух, а затем этот воздух нагревает деталь. Этот процесс медленный и неэффективный. Инфракрасное облучение работает иначе: фотоны попадают непосредственно в материал. В наших биосенсорах мы используем определенные диапазоны поглощения света для активации процесса полимеризации. Самое прекрасное в этом подходе то, что не нужно тратить энергию на нагрев всей металлической конструкции устройства – достаточно просто нагреть саму пластину.
Проблемы, связанные с использованием инфракрасного облучения
Чтобы достичь необходимой скорости, мы обычно используем коротковолновое инфракрасное излучение. Это позволяет сделать оборудование компактнее и ускорить процесс отверждения. Это по сути источник тепла, который может быть включен мгновенно. Но есть одна проблема: температура поверхности может резко повыситься, если скорость передачи деталей будет неверной. Это может привести к деформации поверхности или повреждению органических слоев сенсора. Чтобы этого избежать, необходимо использовать контроллеры типа PID и пирометры для поддержания стабильной температуры.
Как сохранять чистоту
Традиционные методы отверждения часто требуют использования флюсов на основе свинца или растворителей, содержащих вредные вещества. Инфракрасное облучение меняет ситуацию: мы можем направлять концентрированную энергию именно туда, где происходит соединение материалов. Это позволяет использовать материалы более высокой температуры без свинца. К тому же снижается потребление электроэнергии, так как не нужно постоянно поддерживать высокую температуру в печи. Это гораздо более экологичный способ производства полупроводниковых устройств – без дыма, без свинца, только фотоны.