왜 여러분의 바이오센서가 너무 느릴 수 있는지(그리고 해결 방법)
바이오센서를 제작할 때 가장 중요한 것은 적절한 경화 및 건조 과정을 조절하는 것입니다. 오래된 방식들은 여전히 열공기를 사용합니다. 이는 표준적인 방법이긴 하지만, 사실상 효율성이 낮습니다.
작동 원리를 생각해보면, 공기를 가열한 다음 그 공기로 기판을 가열하려는 것입니다. 이는 간접적인 방식이며, 시간이 오래 걸리고 에너지도 많이 소모됩니다.
기다리는 시간
반도체 처리 과정에서는 시간이 매우 중요합니다. 열공기 시스템은 “열적 관성”이라는 문제가 있어서, 장치를 켜놓고 적절한 온도가 되기를 기다려야 합니다. 그리고 장치를 식혀야 할 때도 마찬가지입니다. 이로 인해 작업 과정에 큰 병목 현상이 발생합니다.
반면, 적외선 가열 방식은 전혀 다릅니다. 공기를 가열하는 대신, 적외선은 전자기파를 이용해 직접 목표물을 가열합니다. 이 방식은 훨씬 효율적입니다. 경화 시간도 몇 분에서 몇 초로 줄어듭니다. 더 이상 장치가 충분히 가열될 때까지 기다릴 필요가 없으며, 바이오센서 층에서의 화학 반응도 즉시 일어납니다.
단점
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 정밀도라는 단점이 있습니다. 적외선의 성능이 너무 강력하기 때문에 온도를 조절하기가 어렵습니다. 만약 PID 컨트롤러 없이 고출력의 단파 램프를 사용한다면, 기판이 손상될 수 있습니다. 그러므로 단순히 설정해두고 방치할 수는 없습니다. 안정적인 온도를 유지하기 위해서는 빠르게 반응하는 서미스터나 적외선 온도계가 필요합니다.
여러분의 공장에서도 적용 가능
좋은 소식은 적외선 가열 방식으로 전환하는 것이 그다지 어렵지 않다는 것입니다. 그냥 송풍기와 가열 요소를 쿼츠 적외선관으로 교체하기만 하면 됩니다. 게다가 기계의 크기도 줄어듭니다. 복잡한 공기 순환 시스템이 필요하지 않으므로 공간도 절약됩니다. 대량 생산을 원하는 사람들에게는 이것이 가장 좋은 방법입니다. 지연 시간도 줄어들고, 전력을 조절하거나 램프의 위치를 조정함으로써 온도를 세밀하게 조절할 수 있습니다.