طريقة أذكى لإصلاح أجهزة الاستشعار الحيوية وأشباه الموصلات
عند بناء أجهزة الاستشعار الحيوية، يجب التحكم بدقة في درجة الحرارة. فهناك حاجة إلى حرارة كافية لتصلب الطبقات العضوية، لكن إذا زادت الحرارة أكثر من اللازم، فسيتم تدمير الركائز المستخدمة في صناعة هذه الأجهزة.
لذلك، توقفنا عن استخدام أفران التسخين الكبيرة. فتسخين الهواء في الغرفة بأكملها من أجل تجفيف رقاقة صغيرة يُعد إهدارًا للوقت والطاقة. بدلاً من ذلك، نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية القصيرة.
ميزة الأشعة تحت الحمراء هي أنها لا تهتم بالهواء المحيط، بل ترسل الطاقة مباشرة إلى المادة المراد تصليدها. إنها طريقة فعالة للغاية.
الجانب “الأخضر” من العملية
لفترة طويلة، اعتمدت الصناعة على مواد مستقرة تحتوي على الرصاص، أو مذيبات ضارة تؤدي إلى تلوث الهواء بمركبات الكربون العضوية المتطايرة. هذا ليس جيدًا للكوكب، وبالتأكيد ليس جيدًا للأشخاص الذين يعملون في المختبرات.
لكن استخدام الأشعة تحت الحمراء يفتح الباب أمام استخدام راتنجات قائمة على الماء أو راتنجات هجينة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. وبما أن كثافة الطاقة مرتفعة جدًا، فإن عملية التصليد تحدث بسرعة كبيرة، في ثوانٍ فقط، وليس ساعات. وبذلك، يقل استهلاك الطاقة، وتتحسن سرعة معالجة الرقاقات.
الجوانب الصعبة
بالطبع، الأمر ليس بهذه البساطة. يجب التحكم بدقة في قوة الطاقة وطول الموجة المستخدمة. نستخدم الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية القصيرة لأنها تخترق الطبقات الموجودة في الجزء السفلي من الرقاقة. وهذا يعني أن الطبقة السفلية تتصلب بنفس سرعة الطبقة العلوية.
لكن هناك مشكلة: يجب التحكم في سرعة زيادة الحرارة. فعندما تصل الأشعة تحت الحمراء إلى الهدف بسرعة كبيرة، قد يحدث ما يُسمى بظاهرة “التصلب السريع”. وهذا يعني أن الطبقة العلوية تتصلب، مما يؤدي إلى حبس المذيبات الرطبة داخل الرقاقة. هذه مشكلة كبيرة. لذا، يجب التحكم بدقة في مستوى الحرارة.
تطبيق الحل في الواقع
إذا كان لديك خط تسخين قديم، فإن استخدام الأشعة تحت الحمراء يكون أمرًا بسيطًا نسبيًا. يمكنك التخلص من أجهزة التسخين التقليدية، مما يقلل من انبعاثات الكربون. عادةً، نستخدم أجهزة تحكم PLC للتحكم في درجة الحرارة بدقة.
نصيحة أخيرة: إذا كنت تستخدم أنابيب عالية الطاقة في مساحة صغيرة، فلا تهمل استخدام مراوح التبريد. فإذا تراكمت الحرارة حول اللمبة، فقد يذوب الوصلات الموجودة فيها. وصدقني، هذه مشكلة لا يرغب أحد في مواجهتها.