Perché stiamo sostituendo i forni tradizionali con lampade a raggi infrarossi nella produzione di biosensori e chip
Quando si costruiscono biosensori, è necessario trovare un equilibrio delicato: serve abbastanza calore per indurire gli adesivi e i polimeri, ma se il calore è troppo intenso, le componenti biologiche del sensore possono essere distrutte. È quindi fondamentale trovare il giusto compromesso.
Ecco perché abbiamo smesso di utilizzare quei forni tradizionali e i metodi di essiccazione che richiedono l’uso di solventi. Invece, utilizziamo lampade a raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda. Questo cambiamento avviene in tutto il settore dei semiconduttori: tutti cercano infatti di eliminare il piombo e ridurre le emissioni inquinanti.
Come funziona davvero
Un forno tradizionale riscalda l’aria, che a sua volta riscalda il componente da trattare. Il processo è lento, e inoltre si spende energia per riscaldare tutta la stanza e il telaio metallico della macchina.
Le lampade a raggi infrarossi, invece, funzionano diversamente: l’energia viene trasmessa direttamente alle molecole dell’agente di indurimento. Non c’è alcun intermediario. Questo significa che la quantità di energia necessaria per il riscaldamento diminuisce, e non si spreca energia inutilmente.
Riduzione degli sprechi
I metodi di essiccazione tradizionali spesso creano problemi: i catalizzatori chimici o l’aria calda causano la liberazione di composti organici volatili nell’ambiente di lavoro. Questo non è affatto vantaggioso per coloro che respirano quell’aria.
Le lampade a raggi infrarossi, invece, rappresentano un metodo “asciutto”: non ci sono gas di combustione, né elementi riscaldanti a base di piombo. Si utilizza solo calore elettrico puro. Se si vuole ottenere la certificazione “Fabbrica Verde”, questo è sicuramente il modo più semplice per farlo.
I vantaggi e gli svantaggi
I vantaggi sono evidenti: la zona di riscaldamento diventa molto più piccola, il che permette di risparmiare spazio. Inoltre, poiché il calore è mirato, il consumo di energia per unità prodotta diminuisce. In questo modo si possono raggiungere gli obiettivi di risparmio energetico, senza compromettere la velocità di produzione.
L’unica pecca…
Le lampade a raggi infrarossi sono estremamente veloci: basta premere un interruttore per raggiungere la temperatura desiderata in pochi secondi. Tuttavia, questa velocità può rappresentare un problema: se non si fa attenzione, la superficie del componente può indurirsi troppo rapidamente, intrappolando i solventi umidi al suo interno. Per evitare questo problema, è necessario essere molto precisi nella regolazione della velocità di trasporto del componente e nella distanza tra le lampade e il prodotto. Ci vuole un po’ di tempo per ottimizzare i parametri di funzionamento.