なぜ私たちはオーブンの代わりに赤外線を使うのか
バイオセンサーを製造する際、硬化処理は非常にデリケートな作業です。化学的な層を正確に安定させる必要がありますが、温度管理を間違えると、基板全体が汚染されてしまいます。
長年にわたり、最も一般的な方法は対流式オーブンを使用することでした。しかし正直なところ、大きな空間を加熱するのは時間とエネルギーの無駄です。また、温度が大きく変動しないようにするために、化学反応剤や鉛を含むフラックスが使われていました。これは面倒なことです。
そこで私たちは短波長の赤外線ランプに切り替えました。空気を使う必要がないのです。
部品を加熱するだけ、部屋全体を加熱する必要はない
まるでサウナに入って暖まるのではなく、太陽の光に当たるようなものです。
赤外線ランプは電磁波を直接バイオセンサーの材料に送り込みます。これにより、加熱時間はほぼ瞬時です。
最良な点は、鉛を含む安定剤を使わなくて済むことです。熱が均一にかかるので、不均一な加熱を防ぐ必要がなくなります。
クリーンな製品が得られる
半導体業界では、「無鉛」や「ゼロ排出」が求められています。赤外線を使えば、それがずっと容易になります。
電力を使って光子を生成するだけなので、加熱要素からは燃焼ガスや有害なVOCが発生しません。鉛を含む合金も不要です。
また、電気代も節約できます。強制送風式オーブンの場合、大きな部屋を温め続けるために多額の費用がかかりますが、赤外線ランプの場合は、部品が直接光に当たっている間だけランプが作動します。これにより、クリーンルームがオーブンのようになることもなく、HVACシステムの負担も軽減されます。
デメリットもある
しかし、完璧というわけではありません。高強度の赤外線は強力なので、誤差の余地はほとんどありません。
もしベルトの速度が変わったり、電圧が一時的に上昇したりすると、バイオセンサーの有機層が焦げてしまう可能性があります。ですから、センサーやPIDコントローラーの設定には細心の注意が必要です。
しかし、設定をうまく調整すれば、最も効率的に作業を進めることができます。化学薬品の使用も省け、電力の消費も減り、よりクリーンな製品が得られます。