เหตุใดเราจึงใช้แสงอินฟราเรดในการทำให้วัสดุซีเมนต์ในชิปเซมิคอนดักเตอร์ปราศจากสารตะกั่วแข็งตัว
เมื่อคุณสร้างเซ็นเซอร์ทางชีวภาพ ความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญมาก คุณจำเป็นต้องทำให้หมึกที่ใช้สำหรับการสร้างวงจรไฟฟ้าและโพลิเมอร์แข็งตัวในอุณหภูมิที่เหมาะสม หากอุณหภูมิต่ำเกินไป วัสดุก็จะไม่แข็งตัว แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป วัสดุก็จะเสียหายไปเลย
นั่นคือเหตุผลที่เราเลือกใช้หลอดแสงอินฟราเรด แทนที่จะใช้ความร้อนในการทำให้อากาศร้อนขึ้น แสงอินฟราเรดจะส่งพลังงานเข้าไปยังวัสดุโดยตรง ไม่มีการสูญเสียพลังงาน และไม่ต้องรอให้เตาอบอุ่นตัวก่อน
วิธีการทำให้วัสดุแข็งตัว
ลองนึกถึงเตาอบแบบเก่าๆ ดูสิ มันเพียงแค่พัดอากาศร้อนไปรอบๆ เท่านั้น วิธีนี้ช้ามาก และมักจะทำให้เกิดคราบสกปรกติดอยู่ด้วย
แต่แสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันใช้รังสีความยาวคลื่นสั้นที่สามารถเข้าไปถึงพื้นผิวของเซ็นเซอร์ได้โดยตรง เราสามารถกำหนดจุดที่ต้องการความร้อนได้อย่างแม่นยำ
สิ่งที่ดีที่สุดคือความเร็ว คุณสามารถทำให้วัสดุแข็งตัวได้ภายในไม่กี่วินาทีเท่านั้น ไม่ใช่หลายนาที
การรักษาความสะอาดและสิ่งแวดล้อม
ปัจจุบันอุตสาหกรรมกำลังมุ่งมั่นที่จะใช้วัสดุที่ปราศจากสารตะกั่วและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แสงอินฟราเรดก็เข้ากันได้ดีกับแนวคิดนี้ เพราะไม่มีก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้หรือสารเคมีที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อน จึงไม่มีมลพิษเกิดขึ้น
นอกจากนี้ เรายังใช้ภาชนะที่ทำจากควอตซ์สำหรับระบบนี้ด้วย ความบริสุทธิ์ของวัสดุมีความสำคัญมาก แม้จะมีฝุ่นเพียงเล็กน้อยในบริเวณที่ใช้ในการทำให้วัสดุแข็งตัว ก็อาจทำให้เซ็นเซอร์ทั้งชุดเสียหายได้ เนื่องจากเราไม่ได้ใช้อากาศร้อนในการถ่ายเทความร้อน ดังนั้นเราจึงไม่ต้องกังวลเรื่องฝุ่นที่อาจติดอยู่บนวัสดุมากนัก
ข้อท้าทาย
แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะไม่มีข้อท้าทายเลย หลอดแสงอินฟราเรดที่มีกำลังสูงสามารถสร้างความร้อนได้มากมายในพื้นที่ขนาดเล็ก ดังนั้นคุณจำเป็นต้องระมัดระวังเรื่องเวลาที่วัสดุอยู่ภายใต้ความร้อนด้วย
หากสายพานลำเลียงเกิดขัดข้อง หรือหลอดแสงอยู่ใกล้กับวัสดุเกินไป ก็อาจทำให้วัสดุเสียหายได้ นั่นคือวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำลายผลงานทั้งวันไปเลย ดังนั้นเราจึงใช้ตัวควบคุม PID แบบปิดวงจร และอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง เพื่อให้ทุกอย่างอยู่ในสภาพที่มั่นคง
ข้อดีก็คือ คุณสามารถลดขนาดของอุปกรณ์ที่ใช้ในการทำให้วัสดุแข็งตัวได้ ซึ่งจะทำให้มีพื้นที่ว่างมากขึ้นในโรงงาน แต่ก็ต้องระวังด้วยว่าแผงไฟฟ้าของคุณสามารถรองรับกระแสไฟที่เกิดขึ้นเมื่อหลอดแสงเริ่มทำงานได้หรือไม่