赤外線を用いてバイオセンサーを正しく製造するには
バイオセンサーを作る際、硬化処理の段階は非常に微妙な調整が必要です。化学層を安定させるためには十分な熱が必要ですが、過度に熱を加えると基材が損傷してしまいます。
そのため、私たちは赤外線ランプを使用します。温風を使う方法では、ほこりや汚染物質がクリーンルーム中に広がってしまいますが、赤外線は放射エネルギーを利用するため、より清潔です。
従来のオーブンの問題点
多くの人々は大きな対流式オーブンに慣れています。しかし、製品を適切な温度にするために部屋全体を加熱しようとするため、多大なエネルギーが無駄になります。
一方、赤外線を使えば、製品自身に直接熱を加えることができます。光子が素材の内部に浸透し、内側から熱に変わります。これにより、硬化処理の時間を数時間から数分に短縮できます。
また、燃焼ガスや有害な溶剤が不要なため、工場の環境負荷も軽減されます。これはまさに業界が目指す方向です。
「プラグ＆プレイ」ではない
もちろん、オーブンを取り替えてランプを設置しただけでは済みません。赤外線ランプは強力な力を持っています。ワット数が高すぎたり、ランプがウェーハーに近すぎると、何が起こったか気づく前に有機層が破壊されてしまいます。微妙なバランスが求められます。
私たちは波長を調整するために多くの時間を費やします。使用するポリマーやバイオインクに合った波長を選ぶのです。また、冷却ファンやヒートシンクの使い方も重要です。ランプのケースが過度に熱くなると、石英製の容器が劣化し、本来よりも早く故障してしまいます。
生産ラインへの組み込み
最も良い点は、この技術が実際の生産ラインに簡単に組み込めることです。赤外線ランプは瞬時に加熱・冷却されます。毎回生産ラインを停止したり再開したりするたびに、巨大なオーブンが温度を回復するのを待つ必要はありません。
そうすることで、エネルギーコストを抑え、作業の流れをスムーズに保ち、無駄な時間を減らすことができます。