روشی هوشمندانه برای ترمیم بیوسنسورها و نیمههادیها
هنگام ساخت بیوسنسورها، باید با محدودیتهای زیادی کنار بیایید؛ شما به گرمای کافی برای ترمیم لایههای ارگانیک نیاز دارید، اما اگر گرمای بیش از حدی وارد شود، سطح مورد نظر خراب خواهد شد.
به همین دلیل، دیگر از فرهای بزرگ برای گرم کردن فضا استفاده نمیکنیم؛ چرا که گرم کردن کل فضای موجود صرفاً برای خشک کردن یک ویفر کوچک، اتلاف وقت و انرژی است. در عوض، از لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج استفاده میکنیم.
مزیت لامپهای مادون قرمز این است که نیازی به گرم کردن هوا نیست؛ انرژی مستقیماً وارد ماده میشود. این روش کارآمدتر است.
جنبههای مثبت این روش
برای مدت طولانی، صنعت به استابیلایزرهای حاوی سرب یا حلالهای مضری تکیه داشت؛ این مواد باعث آلودگی هوا میشدند. این روش برای سیاره خوب نیست، و قطعاً برای افرادی که در آزمایشگاه کار میکنند نیز خوب نیست.
استفاده از لامپهای مادون قرمز، راه را برای استفاده از رزینهای مبتنی بر آب یا رزینهای ترکیبی UV-IR باز میکند. چون چگالی انرژی بسیار بالاست، فرآیند پلیمریزاسیون تقریباً بلافاصله اتفاق میافتد؛ یعنی در عرض چند ثانیه، نه چند ساعت. هزینه انرژی کاهش مییابد، و ویفرها نیز سریعتر از قبل پردازش میشوند.
مشکلات موجود
البته، این روش آنقدر ساده نیست؛ باید توان و طول موج لامپ را به درستی تنظیم کرد. از لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج استفاده میکنیم، چون انرژی آنها به عمق لایهها نفوذ میکند؛ این امر باعث میشود لایههای پایینی نیز به همان سرعت لایههای سطحی ترمیم شوند.
اما مشکل اینجاست که باید سرعت افزایش دما را کنترل کرد؛ چون انرژی مادون قرمز خیلی سریع به هدف میرسد، ممکن است مشکلی به نام «سخت شدن لایه سطحی» رخ دهد؛ در این حالت، لایه سطحی سخت میشود و حلالهای موجود در زیر آن گیر میمانند. این وضعیت واقعاً مشکلساز است. برای جلوگیری از این امر، باید کنترلرهای توان را به درستی تنظیم کرد.
کاربرد این روش در دنیای واقعی
اگر از سیستمهای قدیمی برای گرم کردن استفاده میکنید، استفاده از لامپهای مادون قرمز معمولاً کار سادهای است؛ میتوانید هیترهایی که از سوخت استفاده میکنند را از فضای تمیز خارج کنید؛ این کار باعث کاهش فراوانی کربن تولیدی میشود. ما معمولاً همه چیز را تحت کنترل PLC قرار میدهیم تا دما دقیقاً در سطح مورد نیاز باقی بماند.
نکته آخر: اگر لامپهایی با توان بالا را در فضای کوچکی قرار میدهید، حتماً از فنهای خنککننده مناسب استفاده کنید؛ اگر گرما در اطراف لامپ انباشته شود، کانکتورها ذوب خواهند شد. باور کنید، این مشکل واقعاً دردسرساز است.