
如何让更多的热量传递到生物传感器芯片上(同时避免浪费能量) 在制造生物传感器时,会遇到一个棘手的物理问题:如何将热量有效地传递到芯片上,而不让电能白白流失呢? 大多数红外线灯的效率都很低。它们会将能量向360度方向散射出去。在典型的固化或薄膜沉积过程中,有一半的热量会照射在灯罩上,而不是芯片上。这显然是一种浪费。我们通过在反射器内部涂覆高纯度的金层来解决这个问题。 为什么选择黄金? 当然,铝的价格更低。但它无法满足生物传感器所需的特定波长要求。而黄金则非常适合用于长波和中波红外线的传输。我们使用真空沉积技术来形成金层,这样就能让98%的红外线能量重新反射回芯片上。这就相当于用镜子代替了普通表面,从而让每平方厘米的芯片能够获得更多的热量,同时不必增加电力消耗。 确保均匀的温度分布 没人希望出现“热点”现象。如果灯丝附近的温度过高,就会引发各种问题。我们花了大量时间来调整反射器的结构,目的是让红外线能量以垂直角度照射到芯片上。这样一来,就能避免边缘区域过热,同时也能防止芯片变形,保持其平整状态。 需要注意的权衡因素 不过,把这么多热量集中在一个小空间里的话,灯管会变得非常热。你不能简单地把灯管放入普通的外壳中,必须确保冷却系统能够有效工作。如果空气不流通,热量就会堆积在灯管周围,最终导致电极烧毁。更糟糕的是,金涂层也会因为热应力而退化。因此,一定要保持通风良好,同时定期校准传感器。只要做到这些,灯管就能正常使用更长时间。