Perché utilizziamo la luce infrarossa per la cottura dei semiconduttori senza piombo
Quando si costruiscono biosensori, il calore è fondamentale. È necessario far indurire in modo corretto le vernici conduttive e i polimeri: se la temperatura è troppo bassa, questi non si induriranno; se invece è troppo alta, il substrato potrebbe essere distrutto.
Ecco perché preferiamo utilizzare lampade a raggi infrarossi. Invece di riscaldare tutta la stanza, i raggi infrarossi trasmettono energia direttamente nel materiale. Non c’è spreco di energia, né bisogno di aspettare che il forno si riscaldi.
Come avviene effettivamente il processo di essiccazione
Pensate ai vecchi forni a convezione: essi semplicemente soffiano aria calda intorno al materiale da trattare. Il processo è lento, e spesso lascia residui indesiderati.
I raggi infrarossi, invece, utilizzano radiazioni a onde corte che penetrano direttamente nella superficie del sensore. In questo modo, possiamo concentrare il calore esattamente nelle zone che ne hanno bisogno.
La velocità è il vantaggio principale: si raggiunge la temperatura di transizione vetrosa in pochi secondi, non in minuti.
Mantenere tutto pulito e “verde”
L’industria sta cercando sempre di adottare standard “senza piombo” e “ecologici”. I raggi infrarossi si adattano perfettamente a questi standard: non ci sono gas di combustione né solventi chimici che possano causare problemi. È un metodo pulito.
Inoltre, utilizziamo involucri in quarzo per questi sistemi. La purezza è fondamentale: anche una piccolissima traccia di polvere nella zona di cottura può rovinare l’intera produzione di sensori. Poiché non utilizziamo aria compressa, non dobbiamo preoccuparci tanto di eventuali impurità presenti nell’aria.
Le sfide da affrontare
Tuttavia, non è tutto semplice. Le lampade a raggi infrarossi emettono una grande quantità di calore in uno spazio ridotto. Bisogna quindi prestare attenzione al tempo di permanenza del materiale sotto l’effetto del calore.
Se la cinghia di trasporto si muove troppo rapidamente o se la lampada è troppo vicina al substrato, quest’ultimo potrebbe essere danneggiato. È un modo veloce per rovinare tutto il lavoro svolto in una giornata. Per evitare questo, utilizziamo controller PID a controllo chiuso e distanziatori molto precisi per mantenere tutto stabile.
Il vantaggio? È possibile ridurre notevolmente le dimensioni del tunnel di essiccazione. In questo modo, si ha più spazio nel reparto di produzione. Attenzione però: assicuratevi che il quadro elettrico sia in grado di gestire l’aumento di carico energetico quando le lampade vengono accese.