Basta aspettare che il forno sia pronto: un modo migliore per gestire il calore nei biosensori
Se state costruendo biosensori, conoscete sicuramente i problemi legati alla temperatura necessaria per far solidificare gli adesivi o per far attaccare correttamente i rivestimenti superficiali. La maggior parte delle aziende con cui parlo utilizza ancora sistemi di riscaldamento ad aria calda. Onestamente? È un vero ostacolo. Pensate a come funziona un forno a convezione: bisogna riscaldare l’intero vano del forno, poi l’aria al suo interno… e infine aspettare che l’aria riscaldi il componente da trattare. È un processo lento e noioso, e richiede troppo tempo per ogni ciclo di produzione. La soluzione è l’uso delle lampade a infrarossi. Ecco perché funzionano: le lampade a infrarossi non dipendono dall’aria per trasmettere il calore. Inviano energia direttamente sul substrato attraverso radiazioni elettromagnetiche. Io lo chiamo “riscaldamento istantaneo”. Mentre il vecchio forno impiega 20 minuti per raggiungere la temperatura desiderata, un sistema a infrarossi raggiunge tale temperatura in pochi secondi. Nel mondo della lavorazione dei semiconduttori, i tempi di produzione possono ridursi del 60-80%. Non si aspetta che l’aria si riscaldi: i fotoni vanno direttamente sul materiale da trattare. È molto veloce. Inoltre, si ha un maggiore controllo sul processo di riscaldamento. Con le lampade a infrarossi è possibile riscaldare soltanto una zona specifica del biosensore, senza riscaldare tutto il resto del dispositivo. Non c’è più rischio che i componenti si deformino a causa del calore eccessivo. Inoltre, poiché l’equipaggiamento è molto compatto, non è necessario utilizzare forni enormi e ingombranti: basta utilizzare una serie di lampade. Così, lo spazio disponibile diminuisce notevolmente. Ovviamente, non si tratta di una soluzione magica. Ci sono alcune cose da tenere in considerazione. Le lampade a infrarossi funzionano soltanto se ci è una visuale diretta tra la lampada e il substrato. Se i componenti sono disposti in modo complesso, la lampada non potrà riscaldare tutte le superfici. Si creeranno quindi zone non riscaldate. Bisogna quindi prestare attenzione alla posizione delle lampade e alla distanza tra queste e i componenti da trattare. Inoltre, bisogna ricordare che le lampade a alta intensità emettono molto calore. Se non si fa attenzione, questo calore può danneggiare i sensori e l’elettronica presente nel dispositivo. È necessario quindi utilizzare sistemi di raffreddamento o schermi riflettenti per proteggere i componenti. Richiede un po’ di pianificazione, ma i risultati ne valgono la pena.