Come ottenere la temperatura ideale per i biosensori
Quando si lavora con biosensori basati su wafer, non basta semplicemente aumentare l’intensità del calore emesso. È importante capire dove va effettivamente quell’energia. Utilizziamo lampade a infrarossi speciali e riflettori rivestiti d’oro per assicurarci che ogni singolo watt venga utilizzato correttamente. Non vogliamo che quell’energia vada dispersa all’interno del corpo macchina: sarebbe solo uno spreco di energia.
Perché l’oro?
La maggior parte delle persone utilizza riflettori in alluminio, ma questi assorbono troppa energia. L’oro, invece, è estremamente riflettente nello spettro infrarosso. Rivestendo il contenitore con l’oro, possiamo catturare la radiazione che altrimenti verrebbe dispersa e rimandarla direttamente sul wafer. In questo modo, la quantità di calore applicata al wafer raddoppia, senza dover aumentare l’energia fornita dalla rete elettrica. Si ottiene così il calore necessario, mantenendo però un consumo energetico ridotto.
Il problema: la densità di calore
Il problema è che, quando si concentra l’energia in modo così intenso, si crea una zona particolarmente calda. Questo è utile per accelerare i processi di polimerizzazione o incollaggio, ma comporta anche un notevole carico per i componenti meccanici. Se si utilizzano lampade ad alta potenza, i ventilatori e i sistemi di raffreddamento devono essere in grado di gestire tale carico. Abbiamo visto casi in cui i riflettori funzionavano troppo bene, tanto che il contenitore stesso aveva bisogno di un sistema di raffreddamento attivo per evitare che i connettori si scaldassero troppo.
Applicazione pratica
Queste lampade sono molto facili da sostituire: sostituiscono semplicemente le lampade a infrarossi tradizionali. Basta collegarle ai controller esistenti e si può procedere. Tuttavia, bisogna tenere presente che il rivestimento d’oro modifica la “qualità” del calore prodotto. I wafer raggiungeranno le temperature desiderate molto più velocemente rispetto a quando si utilizzano materiali come l’acciaio o l’alluminio. Per questo motivo, sarà probabilmente necessario regolare i parametri di controllo del sistema. Si tratta di un processo di apprendimento, ma la velocità ottenuta ne vale la pena.