
为何我们选择红外固化技术来避免使用铅元素
制造生物传感器其实需要权衡各种因素。一方面,需要足够的热量来让粘合剂和各层材料固化;但另一方面,如果热量过高,就会损坏那些敏感的基板。 因此,我们选择使用红外灯。与传统的热风加热方式不同,红外灯通过辐射来传递热量。这样一来,我们就无需再使用强制通风系统,也不必使用那些可能违反“绿色”或无铅生产标准的化学溶剂。
其工作原理
想象一下传统的对流烤箱:它先加热空气,再让空气去加热工件。这种方式效率很低,而且操作起来也很麻烦。 而红外灯则不同。它可以直接将光子传递到材料内部。在我们的生物传感器制造过程中,我们可以利用特定的吸收带来促进聚合物的聚合反应。最棒的是,我们不必浪费能量去加热整个机器的金属外壳,只需加热芯片即可。
需要克服的难题
为了达到所需的固化速度,我们通常会使用短波红外灯。这种方式可以缩小设备尺寸,同时加快固化速度。可以说,这是一种“即时生效”的加热方式。 不过,这也存在一个问题:温度控制难度较大。 如果输送带的速度稍有偏差,表面温度就可能会急剧上升。这样一来,基板就有可能变形,或者传感器的有机层会被烧毁。为了避免这种情况,我们不能简单地“设置好后就不管了”。必须使用闭环PID控制器和温度计来确保一切正常运行。
保持清洁
传统的固化方法通常依赖含铅的助焊剂或含有大量挥发性有机化合物的溶剂,这样才能降低材料的熔点。 而红外固化技术则完全不同。由于我们可以将能量精准地施加在需要固化的位置,因此可以使用更高温度的无铅材料,而不会带来任何问题。此外,由于无需让大型烤箱一直保持在200°C的高温状态,因此还能节省能源成本。 这无疑是一种更环保的半导体生产方式——没有烟雾,没有铅元素,只有光子而已。