
为何我们选择红外技术来制造生物传感器
在制造生物传感器时,固化与脱水步骤至关重要。长期以来,人们一直使用大型对流炉来进行这些操作。但问题在于:为了处理一块小小的晶圆而加热整个大空间,实在是一种浪费时间和能源的行为。 因此,我们转而使用红外灯系统。红外灯可以直接将能量传递到基底上,无需加热空气。这种方式更加高效、快速。
性能优势
我们通常选用短波红外灯。这类灯能在极小的空间内释放出大量能量。 当使用高功率石英阵列时,热量几乎可以立即产生。不必再等待传统电阻式加热器慢慢升温。我们将其称为快速热处理技术。这项技术非常重要,因为它能避免晶圆长时间处于高温状态,从而防止那些敏感的生物试剂被破坏。
确保光线恰到好处
在洁净室中,污染是个大问题。为防止任何有害气体泄漏,我们会使用高纯度的石英材质来包裹灯泡。 不过,要实现这一目标,还需要注意灯泡表面的涂层处理。根据所使用的生物墨水或光刻胶的不同,我们需要调整灯泡表面的涂层,以使光谱恰好符合材料的吸收需求。 如果波长不对,光线就会从表面反射回去。那样做就等于白白浪费了能量。只有当波长匹配时,能量才能准确作用于目标物质上。
利弊权衡
从积极的一面来看,这种技术有助于保护环境。因为每单位产品的能耗较低,所以碳排放量也相应减少,这自然能让“绿色工厂”的审核员满意。此外,这种设备所占空间更小,也不需要HVAC系统过度工作来为房间降温。 不过,这并非没有缺点。必须小心处理,因为高密度灯泡可能会产生局部过热现象。如果不适当旋转晶圆或保持正确的距离,就会导致加热不均匀。而如果试图通过提高功率来加快处理速度,則会导致传感器边缘被烧毁。 因此,需要配备能够快速反应的PID控制器。由于石英的反应速度非常快,控制器也必须具备同样的快速响应能力,才能保持系统的稳定性。