バイオセンサーの製造において、熱の管理は非常に重要です。ポリマーを硬化させたり、生物学的試薬を活性化させるためには熱が必要ですが、過度な熱を加えるとすべてが台無しになってしまいます。敏感な基材にとっては、そんな過酷な状況は耐えられないのです。
そのため、私たちは古くから使われてきた対流式オーブンを使うのをやめました。それらは効率が悪く、操作も面倒です。代わりに、赤外線システムを利用しています。
赤外線の利点は、熱を正確に必要な場所に送り込むことができる点です。これにより、熱の影響範囲が狭くなり、全体の生産サイクルが大幅に速くなります。
推測するのをやめて、計測しよう
スマートな製造プロセスというのは、データの質次第です。私たちは、赤外線システムがPLCネットワークと直接接続されているようにしています。なぜかというと、そうすれば実際に何が起こっているかを把握できるからです。ウェーハ全体の消費電力や表面温度をリアルタイムで追跡できます。
もう、タイマーを見て「時間が適切かどうか」を期待する必要はありません。各バッチごとに再現性のある温度データが得られます。機内で何が起こっているかを正確に知ることは、大変便利です。
物理的な原理（面倒なことをしないで）
私たちは、短波および中波の赤外線ランプを使用しています。これらは基材の内部まで届くからです。そうしなければ、「スキン効果」という問題が発生します。つまり、表面は焼け焦げてしまいますが、内部はまだ冷たい状態のままです。これは良くない結果です。高密度のエミッターを使えば、迅速なポリマー化を実現できますが、そのためにはパワーのバランスを取る必要があります。
もし、ランプの出力を最大限に上げてしまうと、クリーンルームのHVACシステムに負担がかかります。超高速な硬化処理を行いたい場合は、冷却装置がその熱に対応できるかを確認する必要があります。そうでなければ、プロセスの精度が低下し、また最初からやり直すことになります。
スケールアップを実現する
私たちはモジュラー式の赤外線システムを採用しています。これは簡単に交換できる仕組みです。ランプが壊れても、単純に部品を交換するだけです。全体の設定を再調整する必要はありません。これにより、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。
また、このシステムは迅速に動作します。待機状態からフルパワーになるのは数ミリ秒です。大量生産の場合、このような精度は非常に重要です。結局のところ、一貫性がなければ、それは機能していないと言えます。