Por que trocamos os fornos de convecção por lâmpadas de infravermelho em fábricas de biossensores
Quando se fabricam biossensores, as etapas de cura e secagem são as que geralmente causam problemas. É preciso que a temperatura esteja exatamente correta; caso contrário, todo o lote fica inválido. Por muito tempo, a solução padrão era usar fornos de convecção. Mas, honestamente, aquecer um ambiente inteiro só para aquecer um pequeno wafer é um desperdício de tempo e energia.
É por isso que passamos a usar lâmpadas de infravermelho direcionado.
A física por trás disso é bem simples: em vez de esperar que o ar quente circule pelo ambiente, a radiação de infravermelho de onda curta atinge diretamente o substrato. É como esperar que o quarto esquente ou simplesmente ficar sob a luz do sol. O wafer atinge a temperatura desejada em segundos, e não em minutos. Nós ajustamos esses sistemas para garantir que o calor se distribua uniformemente, evitando assim que os wafers fiquem deformados ou que as camadas bioativas não fiquem uniformes.
Agora, vamos falar sobre os equipamentos utilizados.
Geralmente, usamos elementos de quartzo-halogênio. O quartzo permite que as ondas de infravermelho passem sem problemas, enquanto o halogênio evita que o filamento queime rapidamente. Se você já tiver um sistema PLC, essas lâmpadas se integram perfeitamente a ele. Você consegue controlar a temperatura em milissegundos.
Mas há um problema: essas lâmpadas geram muitíssimo calor concentrado. Se você não cuidar bem do sistema de resfriamento ou esquecer de ventilar o compartimento onde as lâmpadas estão localizadas, o calor ambiental começa a afetar negativamente o processo. Isso faz com que a calibração dos sensores fique comprometida. É preciso manter a área ao redor fria para que o processo continue preciso.
E o melhor de tudo? A conta de energia.
Os fornos tradicionais consomem muita energia, pois precisam funcionar 24 horas por dia para manter uma temperatura constante. Com as lâmpadas de infravermelho, o sistema só funciona no momento em que o wafer entra na câmara. Observamos uma redução real no consumo de energia por unidade produzida. Não se trata de nenhum truque mágico ou de algum termo “verde” sofisticado. É apenas bom senso: por que aquecer o ar, se é possível aquecer diretamente a peça em questão?