Réduction de l’émission de carbone dans la fabrication des biosenseurs grâce au chauffage par rayonnement infrarouge
La fabrication de biosenseurs implique généralement de longs temps d’attente pour que les matériaux sèchent ou se durcissent. La plupart des ateliers utilisent de grands fours à convection, mais le problème est que ces derniers consomment beaucoup d’énergie rien que pour chauffer l’air de la pièce.
Nous avons donc décidé de cesser de chauffer l’air et de chauffer directement la pièce elle-même. En utilisant des lampes à rayonnement infrarouge ciblées, nous pouvons chauffer directement le substrat. C’est un changement simple, mais il permet de réduire considérablement la consommation d’énergie dans la salle de nettoyage.
Maîtriser la chaleur
Nous ne utilisons pas n’importe quelle lampe. Nous choisissons des longueurs d’onde spécifiques que les films – qu’ils soient organiques ou inorganiques – sont susceptibles d’absorber.
Comme la densité de puissance est très élevée, le temps de chauffe est quasi instantané : il s’agit de secondes, et non de minutes. C’est très rapide. Et cela change complètement le processus de fabrication, car les machines n’ont plus besoin de fonctionner pendant des heures pour atteindre les objectifs quotidiens.
Le matériel et les principes scientifiques
Nous utilisons des filaments halogènes placés à l’intérieur de gaines en quartz afin de maintenir une lumière stable. Certaines de ces lampes sont recouvertes afin de diriger l’émission vers la bande des ondes infrarouges courtes.
Pourquoi est-ce important ? Parce que les radiations à ondes courtes pénètrent plus profondément dans les couches du biosenseur. Cela évite le phénomène désagréable où la surface sèche trop rapidement, ce qui retient les solvants en dessous et gâche ainsi le produit fini.
De plus, nous avons choisi des connecteurs compacts, ce qui permet de placer les lampes tout près de la wafer. Moins d’espace inutilisé signifie moins de chaleur perdue dans la pièce.
La réalité
Le rayonnement infrarouge n’est pas une solution magique. Si l’arrangement des lampes n’est pas parfaitement calibré, des points chauds peuvent apparaître. Il faut donc trouver un équilibre entre la distance et la puissance. Si vous augmentez trop la puissance pour gagner quelques secondes, vous risquez de brûler les couches actives du biosenseur. De plus, si vous augmentez la température, les systèmes de refroidissement doivent être suffisamment puissants pour gérer cette chaleur supplémentaire.
Si vous voulez que chaque wafer de 300 mm soit uniforme à chaque fois, il vous faut absolument bien régler les paramètres de chauffage. Il n’y a pas de solutions faciles.