Trong quy trình in ấn bằng phương pháp lithography, ngay cả sự thay đổi nhiệt độ chỉ 0,5°C cũng có thể khiến cho mép của các kênh dẫn chất lỏng trong thiết bị microfluidic thay đổi vài nanomet – điều này dẫn đến tỷ lệ sản phẩm bị hỏng cao. Chúng tôi đã chế tạo loại đèn dùng để gia nhiệt trong quy trình sản xuất microfluidic nhằm ngăn chặn sự thay đổi nhiệt độ này ngay từ đầu, giúp cho các thông số liên quan đến lớp phim quang học vẫn duy trì ở mức yêu cầu, từ tấm wafer đầu tiên cho đến tấm wafer cuối cùng.
Điều quan trọng về mặt kỹ thuật là: Đèn này sử dụng các nguyên tố halogen có bước sóng ngắn, được đặt phía sau tấm kính thạch anh, nhằm tạo ra hiệu ứng gia nhiệt nhanh và hiệu quả. Hệ thống kiểm soát khép kín giúp duy trì độ đồng đều của nhiệt độ trên các tấm wafer ở mức ±0,1°C. Thiết bị này hoạt động tốt trong các phòng sạch loại 1–100, vì hệ thống gia nhiệt được đóng kín, giúp giảm thiểu sự phát sinh các hạt bụi. Độ chính xác của quá trình gia nhiệt luôn được duy trì ổn định, và các thông số liên quan đến lớp phim quang học không cần điều chỉnh lại sau mỗi lần sử dụng. Mức tiêu thụ điện năng được điều chỉnh sao cho phù hợp với yêu cầu của quy trình, chứ không phải ở mức tối đa, nhờ đó chi phí nhiệt động vẫn được kiểm soát chặt chẽ.
Tại sao phương pháp này hiệu quả trong lĩnh vực microfluidics? Các thiết bị này đòi hỏi kích thước các kênh dẫn chất lỏng phải ổn định và ít khi có khuyết tật bề mặt. Đèn này giúp ổn định các bước gia nhiệt, từ đó giúp kiểm soát chính xác kích thước các kênh dẫn chất lỏng. Kết quả là số lượng sản phẩm bị hỏng giảm, và quy trình sản xuất trở nên ổn định hơn. Độ chính xác này cũng giúp ích trong việc sấy khô tấm wafer sau khi vệ sinh, vì nó giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tránh tình trạng hình dạng của các kênh dẫn chất lỏng bị biến dạng.
Một vài lưu ý thực tế: Đèn này có thể được lắp đặt vào các hệ thống phun phủ/phơi nhiệt hiện có. Bạn cần có nguồn cung cấp điện riêng và hệ thống thoát khí hiệu quả để duy trì độ ổn định của nhiệt độ và tuân thủ các tiêu chuẩn của phòng sạch. Việc cài đặt đèn khá đơn giản – chỉ cần điều chỉnh các thông số sao cho phù hợp với loại phim quang học và tính chất nhiệt của tấm wafer. Sau khi điều chỉnh xong, đèn sẽ hoạt động ổn định mà không cần điều chỉnh thêm. Tuy nhiên, nếu bạn thay đổi độ dày của lớp phim quang học hoặc độ phản xạ của tấm wafer, bạn cần tiến hành điều chỉnh lại để duy trì độ chính xác ở mức ±0,1°C.