
利用红外线加热技术减少生物传感器制造过程中的碳排放
在制造生物传感器时,往往需要等待材料干燥和固化。长期以来,人们通常会将所有部件放入大型对流式烤箱中加热。但实际上,为了给一个微型传感器加热而让整个烤箱运转起来,实在是一种能源浪费。
因此,我们改用了红外线灯。
为何不再使用烤箱
在处理分子层结构时,虽然需要热量,但这种热量应该直接作用于材料本身。红外线灯能够将辐射能量直接照射到基底上,从而避免浪费能源。这样一来,就不必再为加热烤箱内部的空气或腔壁而耗费能量了。效率非常高。
此外,红外线灯的升温速度极快。无需让生产线闲置一小时来等待烤箱达到所需温度。这大大降低了每片晶圆所需的能量消耗。
实现这一效果的装置
我们使用的是短波石英卤素灯。所谓“短波”,指的是其辐射能量可以深入到生物传感器材料的内部,从而确保材料能够彻底固化,同时不会烧伤表面。
为确保不浪费任何一点电能,我们还使用了镀金反射器。这些反射器能将热量集中到目标区域,避免整个洁净室变得过热。不过需要注意的是,如果使用功率超过2千瓦的灯泡,那么电气系统可能会承受不住,从而导致电压下降,进而影响测量结果。
其实际好处
最棒的是,这种技术可以大大节省空间。不必再使用那些占用大量空间且耗能极高的干燥设备,只需将红外线灯安装在传送带上即可。
不过,红外线灯具有方向性,就像手电筒一样。如果安装位置有偏差,那么传感器的某些部位就会得不到足够的加热。因此,必须使用可靠的固定装置来确保光线能够准确照射到目标位置。
一旦设置正确,就可以明显看到电费上的节省了。