Reducción de las emisiones de carbono en la fabricación de biosensores mediante calefacción por infrarrojos
La fabricación de biosensores suele implicar mucho tiempo de espera, mientras los componentes se secan o curan. La mayoría de las fábricas utilizan grandes hornos de convección, pero el problema es que estos desperdician una gran cantidad de energía simplemente para calentar el aire del ambiente.
Decidimos dejar de calentar el aire y empezar a calentar directamente la pieza en sí. Al utilizar lámparas de infrarrojos dirigidas, logramos calentar directamente el sustrato. Es un cambio sencillo, pero permite reducir significativamente el consumo energético en la sala limpia.
Control preciso de la temperatura
No utilizamos cualquier lámpara; elegimos longitudes de onda específicas que las capas de material, ya sean orgánicas o inorgánicas, estén dispuestas a absorber. Dada la alta densidad de energía, el proceso de calentamiento es casi instantáneo: se trata de segundos, no de minutos. Es muy rápido. Y eso cambia todo el flujo de trabajo, ya que las máquinas no necesitan funcionar durante horas para cumplir con las cuotas diarias.
El equipo y la ciencia detrás del proceso
Utilizamos filamentos de halógeno dentro de envoltorios de cuarzo para mantener una luz constante. Algunas de estas lámparas están recubiertas para emitir luz en el rango de infrarrojos de onda corta. ¿Por qué eso es importante? Porque la radiación de onda corta penetra más profundamente en las capas del biosensor. Así se evita que la superficie se seque demasiado rápido, lo cual podría atrapar los disolventes en las capas inferiores y arruinar el producto final.
También hemos hecho que el hardware sea lo más compacto posible. Los conectores son pequeños, lo que nos permite colocar las lámparas muy cerca de la oblea. Menos espacio desperdiciado significa menos calor que se escapa al ambiente.
Realidad práctica
El infrarrojo no es una solución mágica. Si la configuración de las lámparas no está perfectamente calibrada, podrían surgir puntos calientes. Hay que equilibrar la distancia y la potencia de las lámparas. Si se aumenta demasiado la potencia para ahorrar unos segundos, se corre el riesgo de dañar las capas activas del biosensor. Además, si se eleva demasiado la temperatura, los sistemas de enfriamiento deben ser lo suficientemente eficaces para manejar ese calor adicional.
Si se quiere que una oblea de 300 mm salga siempre uniforme, es necesario ajustar bien todos los parámetros. No hay atajos posibles.