Đưa nhiệt lượng đúng chỗ cần thiết: Các wafer cảm biến sinh học
Khi chế tạo các cảm biến sinh học, bạn cần một nguồn nhiệt rất cụ thể. Bạn muốn kích hoạt các lớp vật liệu trên wafer hoặc tạo ra các liên kết hóa học giữa các phân tử, và để làm được điều này, bạn cần nguồn nhiệt có độ dichte cao và chính xác.
Nhưng vấn đề là: các bóng đèn hồng ngoại thông thường khá lãng phí năng lượng. Khoảng một nửa năng lượng được phát ra từ bóng đèn chỉ bị thất thoát sang phía sau, không mang lại hiệu quả gì cho wafer. Đó là sự lãng phí cả năng lượng lẫn thời gian.
Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách thêm các tấm phản xạ được phủ bằng vàng vào hệ thống. Về cơ bản, chúng tôi buộc mọi watt năng lượng phải di chuyển theo một hướng duy nhất – chính là về phía wafer.
Tại sao chọn vàng?
Đó là do cách ánh sáng phản chiếu. Nhôm thì rẻ hơn, nhưng vàng lại có khả năng phản chiếu ánh sáng hồng ngoại tốt hơn nhiều, mà không hấp thụ năng lượng đó. Chúng tôi phủ một lớp vàng mỏng lên các tấm phản xạ, để mọi photon cố gắng thoát ra phía sau đều bị phản chiếu trở lại phía trước.
Điều tuyệt vời nhất là bạn có thể tăng gấp đôi lượng nhiệt tiếp xúc với wafer, mà không cần phải tăng công suất từ nguồn điện.
Kiểm soát nhiệt độ
Khi thiết kế các bóng đèn này, chúng tôi rất chú trọng đến mật độ năng lượng. Chúng tôi sử dụng hình dạng của các tấm phản xạ để thu hẹp chùm sáng, tập trung nhiệt lượng vào một điểm cụ thể. Điều này giúp bạn đạt được nhiệt độ cần thiết nhanh hơn. Hơn nữa, vì chùm sáng được tập trung, bạn không cần lo lắng về việc nhiệt lượng lan sang các bộ phận khác của cảm biến.
Một vài điều cần lưu ý
Việc tích hợp các bóng đèn này vào dây chuyền sản xuất khá dễ dàng, nhưng bạn không thể chỉ “đặt nó xuống rồi quên mất”. Vì các tấm phản xạ bằng vàng rất hiệu quả, nên nhiệt độ của wafer có thể tăng lên rất nhanh. Nếu bộ điều khiển PID không được calibrate đúng cách, bạn có thể vượt quá mức nhiệt độ mong muốn, dẫn đến việc làm hỏng wafer. Hãy luôn theo dõi các thiết lập này cẩn thận.
Và quan trọng nhất, hãy giữ cho các tấm phản xạ luôn sạch sẽ. Chỉ cần một chút bụi hay hơi hóa chất dính trên bề mặt vàng cũng có thể làm giảm khả năng phản chiếu của chúng. Lúc đó, bạn sẽ gặp phải các điểm nóng, chùm sáng sẽ bị phân tán, và thời gian xử lý sẽ tăng lên. Hãy giữ cho chúng luôn sáng bóng để chúng có thể hoạt động tốt.