Pourquoi nous remplaçons l’air chaud par des lampes infrarouges dans la fabrication des biosenseurs
Lors de la fabrication de biosenseurs, il est essentiel de maîtriser correctement les processus de durcissement et de déshydratation. Pendant des années, la plupart d’entre nous ont utilisé simplement une circulation d’air chaud. C’est une méthode traditionnelle. Mais le problème, c’est que cela revient à chauffer un volume d’air gigantesque juste pour porter une petite surface à la température souhaitée. C’est lent, fastidieux… et c’est vraiment une perte de temps.
L’attente est le pire aspect de cette méthode.
C’est là que les lampes infrarouges entrent en jeu. Au lieu de chauffer l’air autour du composant, les lampes infrarouges envoient des rayonnements électromagnétiques directement vers le substrat. C’est comme comparer l’attente que une pièce se réchauffe avec l’effet d’un rayon de soleil.
Le temps nécessaire pour atteindre la température souhaitée disparaît presque complètement. Dans le traitement des semi-conducteurs, attendre que le four atteigne sa température stable est un véritable frein à la productivité. Avec les lampes infrarouges, on atteint rapidement la température cible. Plus d’attente inutile.
Pour obtenir de bons résultats sur le terrain
Nous utilisons des lampes à haute densité énergétique pour cela. Mais il y a un truc à savoir : il faut ajuster la longueur d’onde pour qu’elle corresponde aux matériaux utilisés dans le biosenseur. Ainsi, on peut durcir la couche active sans endommager la plaque porteuse.
Mais il faut être prudent. Si l’on met trop d’énergie dans une petite zone, on risque de créer des points chauds. Un seul faux pas et les couches sensibles du biosenseur peuvent être endommagées. Pour éviter cela, nous associons ces lampes à des pyromètres infrarouges et à des contrôleurs PID en boucle fermée. Cela permet de maintenir la température de surface entre ±1°C. C’est rassurant de savoir que la machine surveille la température à notre place.
Les compromis (car il y a toujours des inconvénients)
Les lampes infrarouges sont incroyablement rapides, mais elles nécessitent une ligne de vue droite. L’air chaud enveloppe le composant comme une couverture, tandis que les lampes infrarouges ont besoin d’une ligne de vue claire.
Si le sensore a une forme étrange ou des rainures profondes, on risque de créer des zones froides où la chaleur ne peut pas atteindre. Nous résolvons ce problème en utilisant des réflecteurs pour diriger les rayonnements vers le composant, ou en utilisant plusieurs lampes pour éclairer le composant depuis différentes directions.
Enfin, le système de refroidissement doit être suffisamment efficace. Comme le substrat chauffe très rapidement, il fallait évacuer cette chaleur tout aussi rapidement. Sinon, on risque de voir le composant se déformer à cause de la chaleur. Ce n’est certainement pas ce que l’on veut.