¿Por qué utilizamos la curado por infrarrojos para evitar el uso de plomo?
La fabricación de biosensores requiere un equilibrio delicado. Se necesita suficiente calor para curar los adhesivos y las capas que componen el dispositivo, pero si se excede esa cantidad de calor, se dañan los sustratos sensibles.
Por eso, optamos por usar lámparas de infrarrojos. En lugar de utilizar aire caliente, estas lámparas emplean radiación para lograr el mismo objetivo. De este modo, podemos prescindir de los sistemas de aire caliente y de esos solventes químicos que suelen ser problemáticos en la industria “verde” o libre de plomo.
¿Cómo funciona realmente?
Imagínese un horno convencional: calienta el aire, y luego ese aire calienta la pieza a tratar. Es un proceso lento y poco eficiente.
El sistema de infrarrojos es diferente: envía fotones directamente al material. En nuestros biosensores, apuntamos a bandas de absorción específicas para acelerar el proceso de polimerización. Lo mejor de todo es que no desperdiciamos energía calentando todo el chasis metálico de la máquina; solo se calienta la oblea en sí.
Los desafíos
Para obtener la velocidad necesaria, generalmente utilizamos luz infrarroja de onda corta. Esto permite que el equipo sea más pequeño y que los tiempos de procesamiento sean más rápidos. Es, en esencia, una fuente de calor que se activa al instante.
Pero hay un problema: la sobrecalentación. Si la velocidad del transportador varía aunque sea un poco, la temperatura de la superficie puede aumentar drásticamente. En ese caso, el sustrato se daña o las capas orgánicas del sensor se destruyen. Para evitar esto, no basta con configurar el sistema y olvidarse de él. Se necesitan controladores PID y pirómetros para mantener todo bajo control.
Mantenerlo limpio
Los métodos tradicionales de curado suelen depender de fundentes a base de plomo o solventes ricos en compuestos orgánicos volátiles, con el fin de reducir los puntos de fusión.
El sistema de infrarrojos cambia esto. Al poder dirigir la energía exactamente donde ocurre la unión entre los materiales, podemos utilizar materiales libres de plomo y a temperaturas más altas, sin problemas. Además, la factura de electricidad disminuye, ya que no es necesario mantener un horno a 200°C todo el día.
Es simplemente una forma más limpia de producir semiconductores: sin humos, sin plomo… solo fotones.