なぜ熱風がバイオセンサーの処理速度を低下させるのか
バイオセンサーを製造する際、私たちは熱という危険な要素を扱っているのです。ポリマーを硬化させたり、表面を適切に活性化させる必要があります。温度が低すぎるとうまくいかず、逆に高すぎると基板が損傷してしまいます。
私が話をしたほとんどの工場では、依然として熱風を利用しています。正直言って、これは時間の無駄に他なりません。
「空気が温まるのを待つ」という問題点
熱風オーブンの仕組みを考えてみてください。まず空気を加熱し、その後でその空気が部品を温めるのです。つまり、中間のプロセスがあるわけです。このため、時間がかかり、タイマーを見ながら熱が部品に伝わるのを待つしかありません。
一方、赤外線ランプではこの中間プロセスが不要です。部屋全体を温める代わりに、赤外線エネルギーが直接材料に届きます。光子がバイオセンサーに当たると、即座に熱に変わります。私の経験上、これによって温度上昇にかかる時間が60％から80％も短縮されます。非常に高速です。そして、これによって日常的な作業の流れが大きく変わります。
ラインに組み込む方法
ただ時間の問題だけではありません。スペースの問題もあります。
熱風システムは大型で、巨大な断熱容器や騒音の大きいブロワーが必要で、ラボの半分を占有してしまいます。一方、赤外線アレイはずっとコンパクトです。既存のラインにそのまま組み込むことができます。また、ランプの方向を調整して、ウェーハだけを温めることができ、その結果、ジグの他の部分は触っても冷たくなったままです。
通常は短波長の赤外線を使用します。これにより、製造層の奥深くまで熱が届き、センサーの核心部分も表面と同時に目標温度に達します。不均一な硬化や予期しない問題が起こりません。
欠点（必ず何かしらの欠点はある）
でも、赤外線も万能ではありません。熱が強すぎるため、注意しないと目標温度を超えてしまう可能性があります。
ここでは、反応が遅いセンサーは使えません。迅速に反応する熱電対と、適切に調整されたPIDコントローラーが必要です。もしセンサーの反応が遅かったら、機械が「温度が高すぎる」と気づく前に、バイオセンサーの有機層が破壊されてしまいます。
また、冷却も忘れてはいけません。サイクル間の急速な熱放出に対応できる冷却システムが必要です。そうでなければ、ただ待つ時間だけが増えてしまいます。