バイオセンサーや半導体をより効率的に修復する方法
バイオセンサーを作る際には、微妙なバランスが求められます。有機層を硬化させるためには適切な熱が必要ですが、過度に加熱すると基板が壊れてしまいます。
そのため、私たちは巨大な対流型オーブンの使用をやめました。小さなウェーハを乾燥させるために部屋全体の空気を加熱するのは、時間もエネルギーも無駄になります。代わりに、短波長の赤外線ランプを使用しています。
赤外線の利点は、空気の影響を受けないことです。エネルギーが直接材料の中に届きます。これにより、効率的に処理が行えます。
「環境に優しい」アプローチ
長年にわたり、業界では鉛を含む安定剤やVOCを放出する有害な溶剤が使われてきました。これは地球にとっても、実験室で働く人々にとっても良くありません。
赤外線を利用することで、水系やUV-IRハイブリッド樹脂の使用が可能になります。エネルギー密度が高いため、重合反応はほぼ瞬時に起こります。数秒で済み、エネルギー消費も大幅に減少します。また、ウェーハの処理速度も向上します。
注意点
もちろん、簡単に使えるわけではありません。出力や波長を正しく調整する必要があります。短波長の赤外線を使用する理由は、コーティングの奥深くまでエネルギーが届くからです。そうすることで、層の底部も表面と同じ速度で硬化します。
しかし、注意が必要なのは、加熱速度です。赤外線が速すぎると、「スキニング」という問題が発生します。これは、最上層が硬くなってしまい、下にある湿った溶剤が閉じ込められてしまう状態です。これは大変な問題です。これを防ぐためには、出力制御装置を正確に調整する必要があります。
実際の現場での活用
もし古い対流式の設備を持っているなら、赤外線を使い換えるのは比較的簡単です。燃料を燃焼させるヒーターをクリーンルームから排除することで、二酸化炭素の排出量をすぐに削減できます。通常は、PLCで温度を正確に制御しています。
最後に、高出力のランプを狭いスペースに配置する場合は、冷却ファンを十分に用意することが重要です。ランプの周囲に熱が溜まると、接続部が腐食してしまいます。それは本当に面倒な問題です。