Perché abbiamo sostituito i forni tradizionali con lampade a raggi infrarossi nella produzione di biosensori
Quando si costruiscono biosensori, le fasi di essiccazione e cottura sono quelle in cui spesso sorgono problemi. È necessario un controllo preciso della temperatura, ma i forni a convezione tradizionali sono semplicemente troppo ingombranti. Ecco perché abbiamo optato per sistemi a lampade a raggi infrarossi nelle nostre linee di produzione di semiconduttori.
È un modo più intelligente per lavorare… e, onestamente, rappresenta un grande vantaggio per il pianeta, visto che evitiamo di sprecare tantissima energia per mantenere calda una grande struttura metallica mentre non viene utilizzata.
Fornire calore esattamente dove è necessario
Nella produzione di biosensori, se il calore non viene fornito abbastanza rapidamente, il substrato può deformarsi. È davvero difficile risolvere questo problema. Le lampade a raggi infrarossi risolvono questo problema, poiché inviano energia radiante direttamente sul bersaglio desiderato. Possiamo regolare questi sistemi in modo che l’energia venga concentrata nelle bande di assorbimento specifiche dello strato biologico o del fotorester. In questo modo, si riscalda soltanto il wafer, senza riscaldare tutto l’ambiente circostante. È un metodo efficiente, che riduce notevolmente il consumo energetico per ogni wafer.
Aspetti tecnici e compromessi
Di solito utilizziamo lampade a quarzo a breve lunghezza d’onda. Il quarzo è ottimo, poiché riesce a resistere a temperature elevate senza che il filamento si danneggi. Poiché operiamo in ambienti sterili, non possiamo permetterci la presenza di particelle indesiderate nell’aria; per questo utilizziamo riflettori speciali o rivestiti d’oro per mantenere il raggio laser focalizzato.
Tuttavia, bisogna essere cauti: c’è un equilibrio delicato tra intensità della luce e sensibilità del substrato. Se aumentiamo troppo l’intensità della luce, potremmo creare “punti caldi” sul wafer. Se invece l’intensità è troppo bassa, il wafer non verrà correttamente riscaldato. È quindi necessario utilizzare controller PID in grado di reagire rapidamente per evitare problemi.
Creare una fabbrica più ecologica
Passare a lampade a raggi infrarossi non solo permette di risparmiare energia, ma anche spazio. Possiamo eliminare quei forni enormi e sostituirli con tunnel di riscaldamento più compatti. In questo modo, il sistema di climatizzazione non deve lavorare così tanto per raffreddare l’ambiente, il che rappresenta un grande vantaggio per tutti coloro che lavorano lì.
La vera magia avviene quando queste lampade vengono abbinate a fonti di alimentazione a impulsi. Grazie ai segnali impulsivi, il materiale ha il tempo di stabilizzarsi tra un impulso e l’altro. Questo evita il surriscaldamento e mantiene basso il consumo energetico totale.