چرا از فرآیند خشککردن با نور مادون قرمز برای سنسورهای زیستی و تراشهها استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت سنسورهای زیستی، باید مراقب بود. به گرمای کافی برای خشک شدن پلیمرها و مواد مورد استفاده نیاز داریم؛ اما اگر گرمای بیش از حدی وجود داشته باشد، سطح مورد نظر خراب شده و کل محصول نابود خواهد شد.
به همین دلیل از لامپهای نور مادون قرمز کوتاه‑امواج استفاده میکنیم. در حالی که فرهای معمولی فقط هوای اتاق را گرم میکنند، نور مادون قرمز انرژی را مستقیماً به درون ماده ارسال میکند. این روش سریعتر است و منطقی نیز هست.
جنبههای مثبت روش خشککردن با نور مادون قرمز
فرهای معمولی برای خشک کردن یک قطعه کوچک، هوای اتاق را گرم میکنند؛ این کار اتلاف انرژی است. معمولاً برای خشک شدن سریعتر، نیاز به استفاده از محلولهای شیمیایی وجود دارد.
نور مادون قرمز این مشکل را حل میکند؛ چرا که گرما را مستقیماً به بخشهایی از ماده که واقعاً نیاز به گرما دارند، ارسال میکند.
نتیجه این است که خشک شدن محصول سریعتر اتفاق میافتد و تجهیزات نیازی به فضای زیادی ندارند. علاوه بر این، از آنجایی که این روش کاملاً الکتریکی و حرارتی است، میتوانیم از کاتالیزورهای مبتنی بر سرب و محلولهای شیمیایی استفاده نکنیم. این روش، روشی تمیزتر برای کار است؛ که دقیقاً همان چیزی است که صنعت نیمههادیها در حال تلاش برای رسیدن به آن هستند.
کنترل دما
گرمای بیش از حد، دشمن اصلی در این روش است. اگر سطح مورد نظر بیش از حد گرم شود، حساسیت سنسور کاهش مییابد و در نهایت محصول بیفایده خواهد بود.
برای حل این مشکل، میتوانیم توان و طول موج منبع نور مادون قرمز را تنظیم کنیم. نور مادون قرمز کوتاهامواج عالی است؛ چرا که گرما را به عمق لایههای ماده میفرستد. این کار باعث میشود لایههای پایینی نیز به همان سرعت لایههای بالایی خشک شوند.
این روش از ایجاد پوسته سخت روی سطح جلوگیری میکند؛ چرا که محلولهای مرطوب در زیر لایههای سخت گیر نمیمانند. هیچ چیز بدتر از سنسوری نیست که از بیرون خشک به نظر میرسد، اما درونش هنوز مرطوب است.
معایب روش نور مادون قرمز
البته، نور مادون قرمز جادویی نیست. بزرگترین مشکل این روش، نیاز به خط دید مستقیم است. اگر سنسور دارای ساختار سهبعدی پیچیده یا شیارهای عمیقی باشد، سایههایی ایجاد خواهد شد. برای رفع این مشکل، نمیتوان از یک لامپ استفاده کرد؛ بلکه نیاز به استفاده از چند لامپ یا دستگاهی است که بتواند قطعه را در تمام زوایا تحت تأثیر نور قرار دهد.
نکته دیگر این است که باید مراقب سیستم خنککننده نیز باشیم. چون نور مادون قرمز گرمای زیادی را در یک ناحیه کوچک تولید میکند، پنکهها باید قدرتمند باشند. اگر سیستم خنککننده مناسب نباشد، برد الکترونیکی حتی پس از خاموش شدن لامپ، همچنان گرما را جذب خواهد کرد؛ و در نهایت سطح مورد نظر فرورفته خواهد شد.