Tại sao chúng ta lại bỏ phương pháp sử dụng không khí nóng để thay thế bằng tia hồng ngoại trong việc chế tạo cảm biến sinh học?
Khi chế tạo cảm biến sinh học, chúng ta phải xử lý các lớp vật liệu hữu cơ vô cùng nhạy cảm. Những lớp vật liệu này cần được xử lý và làm khô một cách cẩn thận. Trong nhiều năm qua, phương pháp thông thường là sử dụng không khí nóng để làm nóng chúng.
Nhưng thực ra, đó là một rào cản lớn. Hãy tưởng tượng cách hoạt động của quá trình đối lưu buộc: bạn làm nóng không khí, sau đó không khí mới làm nóng vật liệu. Đó là phương pháp gián tiếp, và quá trình diễn ra rất chậm. Nó giống như việc cố gắng làm ấm một căn phòng bằng cách làm ấm hành lang trước.
Còn đèn hồng ngoại thì khác. Chúng loại bỏ bước trung gian này. Năng lượng từ đèn truyền trực tiếp vào vật liệu, không cần chờ đợi không khí được làm nóng.
Sự phiền toái khi phải chờ đợi
Nếu bạn từng sử dụng hệ thống không khí nóng, bạn chắc hẳn hiểu rõ cảm giác chờ đợi khó chịu đó. Bạn phải chờ cho toàn bộ buồng được làm nóng trước khi vật liệu có thể đạt đến nhiệt độ mong muốn. Trong quy trình chế tạo chip bán dẫn, việc lãng phí thời gian như vậy sẽ gây ảnh hưởng lớn đến tiến độ công việc.
Đèn hồng ngoại có thể hoạt động ở công suất tối đa trong vài milligiây thôi. Thời gian khởi động giảm từ 70% xuống còn 90%. Điều này có nghĩa là bạn có thể xử lý nhiều sản phẩm hơn mà không cần mua máy móc lớn hơn hay chiếm thêm diện tích.
Làm sao để đạt được kết quả tốt nhất?
Đối với các dây chuyền chế tạo cảm biến sinh học, chúng ta sử dụng đèn hồng ngoại bước sóng ngắn. Chúng tập trung năng lượng vào một vùng nhỏ, giúp năng lượng xuyên qua các lớp vật liệu mỏng. Nhờ đó, nhiệt độ được tạo ra đúng ở nơi cần có phản ứng hóa học.
Để đảm bảo vệ sinh, chúng ta sử dụng vỏ bằng thạch anh cho các đèn này. Như vậy, sẽ không có sự nhiễm bẩn nào xảy ra.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng: nếu bạn muốn xử lý số lượng lớn sản phẩm, bạn không thể chỉ bật đèn lên rồi bỏ mặc nó. Tia hồng ngoại hoạt động rất nhanh – có lẽ nhanh quá. Bạn cần có bộ điều khiển PID để kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác. Nếu không, bạn có thể làm hỏng lớp vật liệu cần thiết để tạo ra cảm biến. Và đó là sai lầm mà bạn chỉ nên mắc phải một lần thôi.
Những điểm cần lưu ý
Tia hồng ngoại không phải là “phép màu”. Nó chỉ có khả năng chiếu sáng theo một hướng nhất định. Không khí nóng thì tốt hơn vì có thể chiếu sáng mọi thứ, bất kể hình dạng ra sao. Còn tia hồng ngoại thì giống như chiếc đèn pin: nó chỉ chiếu sáng những nơi nó chiếu tới. Điều này có nghĩa là bạn cần chú ý đến những vùng “lạnh” trong quá trình xử lý.
Bạn có thể cần sắp xếp các đèn sao cho chúng chiếu sáng đều lên toàn bộ bề mặt vật liệu. Nếu vật liệu có những chỗ lõm hoặc xoáy, tia hồng ngoại sẽ không thể chiếu tới những chỗ đó. Trong trường hợp này, bạn nên sử dụng hệ thống kết hợp để tránh tình trạng lỗi sản phẩm.