Điều chỉnh nhiệt độ phù hợp cho các cảm biến sinh học
Nếu bạn từng làm việc trong lĩnh vực chế tạo cảm biến sinh học, bạn sẽ hiểu rõ mức độ khó khăn khi điều chỉnh nhiệt độ. Chỉ cần nhiệt độ tăng lên một chút thôi, bề mặt nhạy cảm của cảm biến đã bị hư hại. Đó quả là một cơn ác mộng. Khi thiết lập một hệ thống sản xuất hiện đại dựa trên dữ liệu, bạn không thể chỉ “hy vọng” rằng nhiệt độ sẽ ở mức phù hợp – bạn cần một hệ thống có khả năng kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác.
Đó là lý do tại sao hầu hết chúng ta chọn sử dụng đèn hồng ngoại. Chúng hoạt động rất hiệu quả: chúng truyền năng lượng trực tiếp vào vị trí cần điều chỉnh nhiệt độ, mà không cần làm nóng không khí xung quanh.
Tốc độ và diện tích
Chúng tôi sử dụng đèn hồng ngoại tia ngắn vì chúng hoạt động rất nhanh. Chúng có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây thôi. Điều này rất hữu ích khi bạn muốn điều chỉnh nhiệt độ sao cho phù hợp với tốc độ di chuyển của băng tải.
Tuy nhiên, nếu bạn muốn sử dụng đèn có công suất cao, bạn có thể giảm kích thước thiết bị, điều này rất tốt khi diện tích sản xuất bị hạn chế. Nhưng cũng có một nhược điểm: lượng nhiệt sinh ra sẽ gây áp lực lớn lên bo mạch điện tử. Nếu quạt làm mát không hoạt động tốt, nhiệt độ xung quanh sẽ tăng lên, và các cảm biến sẽ bị ảnh hưởng. Bạn cần phải chú ý đến điều này.
Những chi tiết quan trọng
Để đảm bảo tính ổn định của hệ thống và tránh những vùng có nhiệt độ thấp trên bề mặt wafer, chúng tôi sử dụng vỏ bằng thạch anh và ống chứa khí halogen. Điều này giúp duy trì nhiệt độ ổn định.
Về mặt điện tử, chúng tôi sử dụng các đầu nối tiêu chuẩn như R7s hoặc SK15. Nhờ vậy, khi đèn hỏng, bạn chỉ cần thay thế nó bằng đèn mới và tiếp tục công việc. Không ai muốn dây chuyền sản xuất bị tạm ngừng hàng giờ liền.
Nếu bạn muốn có khả năng kiểm soát dữ liệu chính xác hơn, hãy kết hợp những chiếc đèn này với bộ điều khiển PID và các thiết bị IoT. Nhờ đó, bạn có thể theo dõi chính xác lượng năng lượng được sử dụng và xem điều đó ảnh hưởng thế nào đến hiệu suất sản xuất. Điều này giúp loại bỏ yếu tố may rủi trong quá trình sản xuất.
Thực tế
Hệ thống hồng ngoại luôn vượt trội hơn các lò sưởi thông thường về tốc độ làm nóng. Chúng cũng dễ kết nối với các thiết bị khác và dễ tự động hóa.
Nhưng chúng cũng không hoàn hảo. Bạn cần phải xử lý vấn đề về góc nhìn của tia hồng ngoại. Nếu cảm biến nằm ở vị trí sâu hoặc có góc khuất, tia hồng ngoại sẽ không thể tiếp cận được những vị trí đó. Bạn cần phải điều chỉnh góc chiếu của đèn hoặc sử dụng các tấm phản quang để lấp đầy những khoảng trống đó.
Việc điều chỉnh này đòi hỏi sự kiên nhẫn, nhưng một khi bạn làm được, bạn sẽ có được những thông số nhiệt độ ổn định, điều mà bạn cần để thực hiện quy trình lắng đọng hóa học trên wafer.