Reducir las emisiones de carbono en la fabricación de biosensores: por qué pasamos a usar lámparas infrarrojas
La fabricación de biosensores implica ciclos complejos de curado y secado. Durante mucho tiempo, la industria se basó en hornos convencionales. Pero el problema es que calentar una gran cantidad de aire solo para calentar un pequeño sensor es un desperdicio enorme de energía.
Decidimos sustituir esos hornos por sistemas de lámparas infrarrojas. Es una solución sencilla, pero reduce enormemente la huella de carbono de la fábrica, ya que dejamos de gastar energía en calentar el aire y pasamos a calentar directamente el producto.
Hacer llegar el calor donde realmente sea necesario
A nadie le gusta que los sustratos se deformen. Para evitar esto, es necesario hacer llegar el calor rápidamente. Aquí es donde las lámparas infrarrojas son útiles: en lugar de esperar a que el aire caliente circule, las lámparas envían energía directamente sobre el wafer. No hay demoras ni espera.
Dado que podemos dirigir la energía hacia las bandas de absorción específicas, esta llega exactamente donde se necesita. Esto acelera el proceso de producción y reduce los costos energéticos, ya que no se necesitan grandes cantidades de energía para mantener caliente un compartimento metálico mientras se cargan y descargan las piezas.
Elegir la longitud de onda adecuada
No utilizamos cualquier lámpara. Elegimos la longitud de onda según el material del cual está hecho el sensor. Si se trata de sustratos más gruesos, utilizamos lámparas de onda corta para llegar hasta el interior del sustrato. En cambio, para las películas orgánicas finas en la superficie, las lámparas de onda media son adecuadas.
También utilizamos cubiertas de cuarzo recubiertas. Estas funcionan como gafas de sol para el equipo, filtrando la radiación UV para evitar dañar los reactivos biológicos sensibles en el sensor.
La realidad de la instalación
Si se quiere construir una “fábrica ecológica”, sustituir los elementos calefactores voluminosos por arrays de lámparas infrarrojas es una opción obvia. Esto permite liberar mucho espacio en la sala limpia.
Pero hay que tener cuidado: las lámparas infrarrojas generan mucho calor. Debido a que el calor está muy localizado, las cosas pueden calentarse rápidamente. Si los sistemas de enfriamiento no son suficientemente eficaces, es posible que el casco del sensor se derrita.
Para evitar esto, utilizamos controladores PID en bucle cerrado. Estos actúan como una red de seguridad, evitando que la temperatura exceda los límites establecidos y así evitar que los sensores se dañen.