
将热量精准地传递到需要的地方
在芯片上制造生物传感器时,需要将热量精确地传递到芯片表面。不过,传统的红外灯存在一个问题:它们效率很低。大部分能量都会被反射或散射掉,最终只是让机器的壳体变热而已。
我们找到了更好的解决方案——在灯的外壳上涂上高反射率的金涂层。
为什么选择金呢?
这其实与光线的特性有关。铝虽然适合一般用途,但对于钨丝发出的特定波长的红外光来说,金才是最佳选择。金能够将光线向前反射,从而缩小光束范围。这样一来,单位面积上接收到的热量就会增加,而不必增加功率。
难点所在
不过,不能简单地加大功率就能解决问题。因为如此高的热量会超出基材的承受极限。如果反射率过高,就会出现“热点”,这对生物传感器来说是个大问题,因为它会导致芯片变形或破坏那些经过精心处理的化学层。因此,必须找到反射率与芯片位置之间的最佳平衡点,以确保整个表面的温度保持均匀。
我们设计的这种装置可以轻松替代现有的红外加热系统。不过需要注意的是,由于该系统的效率极高,外壳的背面仍然保持低温,而目标区域则能迅速升温。因此,你需要确保PID控制器和热电偶能够跟上这种快速的升温速度。
好处是什么?
最棒的是,你不需要那么多灯就能达到所需的温度。这样一来,加热装置所占的空间就会减少,电源的压力也会降低。你可以将热量精确地传递到芯片上,同时避免洁净室变得像桑拿房一样。