لماذا نستخدم الأشعة تحت الحمراء في تصنيع أجهزة الاستشعار البيولوجية والشرائح الإلكترونية؟
عند صنع أجهزة الاستشعار البيولوجية، يجب التوفيق بين عدة عوامل مهمة. يجب أن يتم تجفيف المواد اللاصقة والطبقات الوظيفية بشكل مثالي، لكن في نفس الوقت لا يجب أن يحدث أي تلوث في السطح الذي يتم استخدامه في التصنيع.
لهذا السبب نستخدم أضواء الأشعة تحت الحمراء. فبدلاً من تسخين الهواء المحيط بالمادة، تقوم أضواء الأشعة تحت الحمراء بإرسال الطاقة مباشرة إلى داخل المادة. هذا يعني أننا لا نضيع طاقة في تسخين جدران الفرن، بل نستخدم الطاقة في المكان الصحيح.
كيف يعمل ذلك فعليًا؟
الهواء الساخن يكون غير فعال في تسخين المواد، لكن الأشعة تحت الحمراء مختلفة. فهي تخترق سطح الجهاز وتسخنه من الداخل. هذا أمر مهم للغاية، لأنه يمنع حدوث تلف في الطبقات العلوية من المادة. أتعرف ذلك الأمر المزعج الذي يحدث عندما تتصلب الطبقة العلوية بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى حبس المواد الكيميائية في الأسفل؟ نعم، الأشعة تحت الحمراء تحل هذه المشكلة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكننا ضبط طول الموجة. إنها مثل ضبط إذاعة؛ نضبط الموجة بحيث تصل الحرارة إلى المكان المناسب فقط.
الاستدامة دون المشاكل
صناعة الإلكترونيات تتخلى تدريجيًا عن استخدام الروابط القائمة على الرصاص والمواد الكيميائية الضارة. الأشعة تحت الحمراء تجعل هذا التحول أسهل بكثير.
وبما أنها تعمل بالكهرباء، فلا داعي للتعامل مع الأفران التي تعمل بالغاز أو الانبعاثات الكربونية. لا توجد نواتج احتراق، ولا غازات ضارة في الغرفة النظيفة. فقط حرارة نظيفة.
والجزء الأفضل هو أن هذه الأضواء تصل إلى درجة الحرارة المطلوبة في ثوانٍ معدودة. لا داعي لترك الفرن يعمل لساعات “فقط في حالة الحاجة”. فاتورة الكهرباء الخاصة بك، وكذلك الأثر البيئي الناتج عن استخدام الكهرباء، سيشكرانك على ذلك.
التحديات (التضحيات)
لكن الأمر ليس سهلاً تمامًا. فالأشعة تحت الحمراء عالية الشدة تنتج كمية كبيرة من الحرارة.
إذا كانت الأضواء قريبة جدًا من الجهاز، فقد تتسبب في تلف الطبقات العضوية. يجب استخدام جهاز تحكم PID فعال، بالإضافة إلى مقاومات حرارية تستجيب بسرعة. يجب أن يكون هناك تحكم دقيق في درجة الحرارة.
ولا تنسَ أيضًا الحماية من الأشعة تحت الحمراء. فهي قوية للغاية، لذا يجب حماية العاملين أثناء الصيانة. السلامة أولاً.