바이오 센서 제조 시 적절한 온도 조절이 중요합니다. 폴리머를 경화시키고 기판을 정확하게 결합시키기 위해서는 적절한 온도가 필요하지만, 문제는 너무 높은 온도나 오랜 시간 동안 고온 상태를 유지하면 생물학적 반응물들이 손상될 수 있다는 점입니다. 따라서 균형을 잘 맞춰야 합니다.
현대적인 스마트 팹에서는 구식 오븐을 사용할 수 없습니다. 그런 오븐들은 가열하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 그래서 우리는 고강도 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프는 열을 직접 재료로 전달하기 때문에 매우 빠릅니다. 몇 분이 아니라 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다.
타이머에 의존하지 않는 방식 오랫동안 가열 과정은 그냥 “시간을 설정해놓고 잊어버리는” 방식이었습니다. 하지만 디지털 제조 방식에서는 그렇게 할 수 없습니다. 데이터를 통해 실시간으로 최적의 조건을 유지해야 합니다.
우리는 적외선 시스템을 PLC 컨트롤러에 직접 연결합니다. 이렇게 하면 시스템이 웨이퍼의 상태를 실시간으로 감지할 수 있습니다. 기판의 두께가 약간 변하면 시스템이 자동으로 전력을 조절합니다. 더 이상 추측할 필요도 없고, 우연히 과열되는 일도 없습니다.
장단점 (완벽한 것은 없다) 열 밀도와 센서의 질량 사이의 균형을 고려해야 합니다. 재료 깊숙이까지 열을 전달하고 싶다면 단파 적외선이 가장 좋습니다. 표면만 경화시키고 싶다면 중파 적외선을 사용하는 것이 좋습니다. 우리는 모든 센서가 동일한 처리를 받도록 고출력 석영 램프를 사용합니다.
하지만 문제는, 너무 많은 에너지를 작은 공간에 집중시키면 금방 과열된다는 것입니다. 그래서 케이스에는 효과적인 냉각 시스템이 필요합니다. 공기 흐름이 제대로 되지 않으면 주변 온도가 변동하고, 그로 인해 센서의 성능이 저하됩니다. 이는 피하고 싶은 문제입니다.
생산 속도 유지 우리는 이 램프들을 빠르게 교체할 수 있도록 설계했습니다. 표준 커넥터를 사용하기 때문에, 램프가 고장나면 그냥 빼내고 새 것을 넣으면 됩니다. 전체 배선을 다시 연결할 필요도 없으며, 며칠간의 가동 중단도 없습니다.
또한, 가열 과정이 디지털화되어 있기 때문에, 모든 열 처리 과정의 기록이 남습니다. 의료용 등급의 인증을 받고 싶다면, 이는 단순히 유용한 것이 아니라 필수적인 요소입니다.