왜 생체센서에는 적외선이 열공기보다 더 효과적인가?
생체센서를 제작할 때 가장 중요한 것은 적절한 건조 및 경화 과정을 유지하는 것입니다. 많은 공장들이 여전히 열공기를 이용하는 방식을 사용하고 있습니다. 하지만 기계가 적절한 온도에 도달하기를 기다려야 하는 상황을 경험해본 사람이라면 그 문제점을 잘 알 것입니다. 바로 그 ‘기다림’의 시간입니다.
문제는 열이 실제로 어떻게 전달되는가 하는 것입니다.
열공기를 사용할 경우, 먼저 공기를 가열해야 하고, 그 다음에 그 공기가 센서 재료를 가열해야 합니다. 이는 매우 느린 과정입니다. 이러한 지연 때문에 시간이 낭비됩니다.
반면 적외선 램프는 다릅니다. 공기를 신경 쓸 필요가 없습니다. 에너지를 직접 센서 재료에 전달하기만 하면 됩니다. 보통 단파나 중파 적외선을 사용합니다. 에너지가 즉시 목표물에 도달하기 때문에, 굳이 기다릴 필요가 없습니다.
작업 시간도 분에서 초로 줄어듭니다. 정말 큰 차이가 있습니다.
또 다른 문제는 공간 문제입니다.
강제 대류 오븐은 매우 크기 때문에, 온도를 일정하게 유지하기 위해 넓은 공간이 필요합니다. 반면 적외선 배열은 작아서 컨베이어 벨트 위에 바로 설치할 수 있습니다. 그래서 실험실 내 공간을 많이 절약할 수 있습니다.
게다가 훨씬 더 정밀한 제어가 가능합니다. 웨이퍼 전체에 특정 온도를 부여하기 위해 램프의 길이와 와트수를 조절할 수 있습니다. 센서의 가장자리가 손상되는 것을 걱정할 필요도 없습니다.
하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 타협점도 있습니다.
적외선은 빠르긴 하지만, 열이 너무 강력하기 때문에 컨베이어의 속도가 조금만 변해도 표면이 손상될 수 있습니다. 대류 오븐은 일종의 완충 역할을 하지만, 적외선은 에너지를 직접 재료에 전달합니다.
공기를 사용하던 방식에서 적외선을 사용하려면 단순히 스위치를 누르는 것만으로는 안 됩니다. 타이밍을 조절하고, 갑작스러운 온도 상승을 처리할 수 있는 냉각 방식도 고려해야 합니다. 센서와 공급 속도를 정확하게 조절해야 하며, 그렇지 않으면 센서가 손상될 수 있습니다.