Por que estamos substituindo o ar quente por radiação infravermelha na fabricação de biossensores
Quando se fabricam biossensores, é fundamental garantir que o processo de secagem e cura seja feito da maneira correta. Por anos, a maioria de nós utilizou apenas sistemas de circulação de ar quente. É um método antigo. Mas o problema é que, basicamente, estamos aquecendo todo o ar ao redor do substrato, só para colocá-lo na temperatura desejada. Isso é lento e tedioso. E, francamente, é uma perda de tempo.
A espera é a pior parte.
É aí que as lâmpadas de radiação infravermelha entram em ação. Em vez de aquecer o ar ao redor do substrato, a radiação infravermelha envia radiação eletromagnética diretamente para o substrato. É como a diferença entre esperar que um ambiente se aqueça ou entrar sob um feixe de luz solar.
O tempo necessário para atingir a temperatura desejada diminui drasticamente. No processamento de semicondutores, esperar que um forno de convecção se estabilize é algo que prejudica muito a produtividade. Com a radiação infravermelha, é possível atingir a temperatura desejada quase imediatamente. Sem mais atrasos.
Garantindo a qualidade do processo
Para isso, usamos lâmpadas de alta densidade energética. Mas há um truque: é preciso ajustar o comprimento de onda da radiação para que ela se adeque aos materiais utilizados no biossensor. Dessa forma, a camada ativa é curada sem que a placa de suporte seja danificada.
Mas é preciso ter cuidado. Se houver muita energia concentrada em uma área pequena, podem surgir pontos quentes. Um erro pode destruir os revestimentos delicados do biossensor. Para evitar isso, combinamos as lâmpadas com pirômetros infravermelhos e controladores PID de circuito fechado. Isso permite manter a temperatura da superfície dentro de±1°C. É alívio saber que a máquina controle a temperatura, evitando assim problemas.
Os compromissos (pois sempre há contrapartidas)
A radiação infravermelha é extremamente rápida, mas é direcional. O ar quente envolve o substrato como um cobertor, enquanto a radiação infravermelha precisa de uma linha de visão clara.
Se o sensor tiver formato estranho ou ranhuras profundas, haverá “zonas sombra” – áreas frias onde o calor não consegue chegar. Geralmente, resolvemos isso usando refletores para direcionar a radiação ou utilizando múltiplas lâmpadas para iluminar o substrato de diferentes ângulos.
Outra coisa importante: o sistema de resfriamento precisa funcionar bem. Como o substrato esquenta rapidamente, é preciso retirar esse calor da mesma forma rápida. Caso contrário, haverá deformações térmicas, o que é um problema que ninguém quer enfrentar.