Perché utilizziamo la tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi per evitare l’uso del piombo
La produzione di biosensori richiede un equilibrio preciso: è necessario un calore sufficiente per far solidificare gli adesivi e i materiali utilizzati, ma se si esagera con il calore, si possono danneggiare i substrati sensibili. Ecco perché scegliamo le lampade a raggi infrarossi: invece di utilizzare aria calda, queste lampade utilizzano radiazioni per portare a termine il processo di essiccazione. In questo modo possiamo eliminare i sistemi di ventilazione forzata e quei solventi chimici che spesso non sono compatibili con le normative legate alla produzione “verde” o priva di piombo.
Come funziona davvero
Immaginate un forno convenzionale: riscalda l’aria, e poi è l’aria stessa a riscaldare il componente da trattare. Il processo è lento e complicato. I raggi infrarossi, invece, inviano fotoni direttamente nel materiale da trattare. Nei nostri biosensori, selezioniamo specifiche bande di assorbimento per favorire la polimerizzazione del materiale. Il vantaggio migliore? Non sprechiamo energia per riscaldare tutto il telaio metallico della macchina; riscaldiamo soltanto il componente interessato.
I problemi da affrontare
Per ottenere la velocità desiderata, di solito utilizziamo raggi infrarossi a onde corte. Questo permette di mantenere le dimensioni dell’equipaggiamento ridotte e di accelerare i tempi di trattamento. In pratica, si tratta di una fonte di calore “immediata”. Tuttavia, c’è un problema: se la velocità del trasporto del materiale varia anche solo di poco, la temperatura della superficie può aumentare troppo rapidamente. In tal caso, il substrato può risultare danneggiato o le layer organiche presenti nel sensore possono bruciarsi. Per evitare ciò, è necessario utilizzare controller PID e pirometri per mantenere tutto sotto controllo.
Mantenere l’ambiente pulito
Con i metodi tradizionali di essiccazione, spesso vengono utilizzati fluidi contenenti piombo o solventi ricchi di VOC per abbassare il punto di fusione dei materiali. I raggi infrarossi cambiano completamente la situazione: poiché possiamo concentrare l’energia esattamente nel punto in cui avviene la fusione, possiamo utilizzare materiali senza piombo, a temperature più alte. Inoltre, i costi energetici diminuiscono, poiché non è necessario mantenere un forno acceso a 200°C per tutto il giorno. È quindi un metodo più pulito per produrre componenti semiconduttori: nessun fumo, nessun piombo… solo fotoni.