De juiste temperatuur bereiken: het geheim van betere biosensors
Als je biosensors maakt op wafers, ken je vast de uitdagingen. Thermische controle is cruciaal. Als de temperatuur niet goed geregeld is, is de hele lading waardeloos.
Daarom gebruiken we infraroodlampen in combinatie met goudcoaten reflectoren. Het klinkt misschien ingewikkeld, maar het gaat eigenlijk om gezond verstand: we willen dat de energie rechtstreeks op het substraat terechtkomt, en niet in het machinegehuis verdwijnt.
Waarom goud?
De meeste mensen gebruiken aluminiumreflectoren. Het probleem is dat aluminium te veel energie absorbeert. Dat is verspilling.
Wij hebben gekozen voor hoogzuiver goud, omdat dit materiaal uitstekend is in het weerkaatsen van infraroodlicht. Dit is geen showstuk – het gaat erom dat elke watt energie precies daar terechtkomt waar het hoort: op de wafer. Door de vorm van de reflector en de dikte van het goudlaagje aan te passen, kunnen we veel warmte op één plek concentreren.
Het gaat snel. Heel snel. Dat betekent dat je de benodigde temperatuuren in een stuk minder tijd kunt bereiken.
De nadelen (en hoe hiermee om te gaan)
Het probleem is dat wanneer je de vermogensdichtheid verhoogt, alles erg heet wordt. Die goudreflectoren versterken de warmte, wat goed is voor de wafer, maar het zorgt wel voor veel druk op het koelsysteem. Als je luchtkoeling of waterkoeling niet voldoende is, zal de behuizing van de lamp oververhit raken. Dat kan snel leiden tot schade aan de lamp.
Kijk ook goed naar je voedingsbron. Zorg ervoor dat deze exact overeenkomt met de wattage van de lamp. Je wilt niet dat er plotseling een te hoge spanning optreedt, waardoor de kwartsbehuizing beschadigd raakt.
In praktijk brengen
Het goede nieuws is dat deze lampen gemakkelijk in de meeste standaard IR-verwarmingsapparaten kunnen worden geplaatst. Hierdoor is de thermische belasting veel lager. Dat betekent minder warmte die op de gevoelige delen van de apparatuur terechtkomt. Je zult merken dat de temperatuur over de hele wafer gelijker wordt – geen vervelende koude plekken meer of onregelmatige droging.
Eén laatste tip: controleer je bedrading. Deze lampen vereisen veel stroom. Je wilt niet ontdekken dat je aansluitingen de belasting niet aankunnen.