バイオセンサーの加熱を正確にコントロールする方法
ウェーハベースのバイオセンサーを扱う際には、単に「加熱度を上げる」というだけでは不十分です。重要なのは、そのエネルギーが実際にどこに向かうかという点です。
私たちは、特殊な赤外線ランプや金メッキされた反射板を使用して、1ワットものエネルギーがすべて基板上に届くようにしています。エネルギーが機械の筐体内に漏れ出てしまうのは避けたいのです。それは単なる無駄なエネルギー消費に過ぎません。
なぜ金なのか？
ほとんどの場合、アルミニウム製の反射板が使われますが、これは余計なエネルギーを吸収してしまいます。一方、金は異なります。赤外線領域において非常に高い反射率を持っています。
筐体に金を塗ることで、本来は間違った方向に行ってしまうはずの放射熱を再びウェーハに戻すことができます。つまり、外部からの電力を増やすことなく、目的の場所に必要な量の熱を供給できるのです。これにより、必要な熱を得ながらも、電力消費を抑えることができます。
ただし、注意点があります：熱密度
問題は、このようにエネルギーを集中させると、非常に高温な領域が生じてしまうことです。これは硬化や接合の速度を上げるのには有効ですが、装置に大きな負担がかかります。高い出力を小さなランプで供給する場合、ファンやヒートシンクが十分な性能を発揮しなければなりません。実際、反射板の効果が過剰になりすぎて、筐体自体が溶けてしまうケースもあります。
実際に使う際のポイント
これらのランプは、通常の赤外線ランプと同様に簡単に交換できます。現在使っているコントローラーに接続すれば、すぐに使用可能です。
ただし、金メッキによってチャンバーの性質が変わることに注意が必要です。ウェーハは、鋼鉄やアルミニウムを使った場合よりもずっと早く所定の温度に到達します。そのため、PID制御を調整する必要があるでしょう。少し学習曲線がありますが、その分の速さの恩恵は大きいです。