Riduzione delle emissioni di carbonio nella produzione di biosensori tramite riscaldamento a infrarossi
La produzione di biosensori richiede spesso tempi lunghi per far asciugare o indurire i materiali utilizzati. La maggior parte delle aziende utilizza forni a convezione, ma il problema è che questi consumano molta energia solo per riscaldare l’aria presente nella stanza.
Abbiamo deciso di smettere di riscaldare l’aria e di concentrarci invece sul riscaldamento diretto del materiale stesso. Utilizzando lampade a infrarossi mirate, possiamo riscaldare direttamente il substrato. È un cambiamento semplice, ma permette di ridurre notevolmente i costi energetici necessari per il funzionamento della sala pulita.
Controllando al meglio la temperatura
Non basta semplicemente utilizzare qualsiasi tipo di lampada: dobbiamo scegliere lunghezze d’onda specifiche che i film, sia essi organici o inorganici, siano in grado di assorbire.
Grazie alla elevata densità di potenza, il processo di riscaldamento avviene quasi istantaneamente: si tratta di secondi, non di minuti. È davvero veloce. E questo cambia completamente il flusso di lavoro: le macchine non devono più funzionare per ore per raggiungere gli obiettivi prefissati.
L’attrezzatura e la scienza alla base del sistema
Utilizziamo filamenti alogeni all’interno di involucri in quarzo per mantenere una luce costante. Alcune di queste lampade sono rivestite in modo da favorire l’emissione di radiazioni a breve lunghezza d’onda.
Perché è importante? Perché le radiazioni a breve lunghezza d’onda penetrano più in profondità nei strati del biosensore. In questo modo si evita che la superficie superiore si asciughi troppo velocemente, intrappolando i solventi presenti al di sotto e rovinando così il prodotto finito.
Aspetti pratici
L’uso dei raggi infrarossi non è certo una soluzione magica: se le lampade non sono calibrate correttamente, si creano zone con temperature eccessive. Bisogna quindi trovare un equilibrio tra distanza e potenza di riscaldamento. Se si aumenta troppo la potenza per risparmiare pochi secondi, si rischia di danneggiare i strati biologicamente attivi del biosensore. Inoltre, se si aumenta la temperatura, i sistemi di raffreddamento devono essere abbastanza efficienti per gestire il calore in eccesso.
Per ottenere risultati ottimali
Se si vuole che ogni wafer da 300 mm abbia caratteristiche uniformi, bisogna assicurarsi che il riscaldamento avvenga in modo uniforme su tutta la superficie del wafer. Non ci sono scorciatoie possibili.