Perché abbandoniamo l’uso dell’aria calda a favore delle lampade a raggi infrarossi nella fabbricazione dei biosensori Se avete mai lavorato nel settore della lavorazione dei semiconduttori o nella costruzione di biosensori, conoscete sicuramente il procedimento tradizionale. Per anni si è utilizzata soltanto l’aria calda per riscaldare i componenti. Ma ultimamente c’è una vera e propria tendenza ad utilizzare le lampade a raggi infrarossi. Il motivo principale è legato al modo in cui il calore raggiunge effettivamente il componente da riscaldare. Con l’aria calda, si riscalda prima l’aria stessa, che a sua volta riscalda la camera in cui si trova il componente. È un processo indiretto. Le lampade a raggi infrarossi, invece, evitano tutto questo: emettono energia radiante direttamente sul punto da riscaldare. La fase di attesa è finita. Siamo onesti: aspettare che un forno a aria calda raggiunga la temperatura desiderata è davvero un incubo. L’inerzia termica è enorme: bisogna aspettare minuti, a volte ore, affinché la temperatura raggiunga il valore desiderato. Le lampade a raggi infrarossi, invece, sono pronte in pochi secondi. Nella mia esperienza con la fabbricazione di biosensori, questo riduce notevolmente il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata: più del 80% in meno. È come se si potesse togliersi un peso dalle spalle. Inoltre, non si spreca molta energia per riscaldare l’aria intorno al componente da riscaldare. Precisione elevata Di solito si utilizzano i raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda, poiché penetrano molto più velocemente nelle layer superficiali dei materiali utilizzati nei biosensori. Questo permette di riscaldare zone specifiche senza dover riscaldare l’intero substrato. È un vantaggio enorme, soprattutto considerando che i forni a aria forzata tendono a deformare i componenti. Inoltre, grazie alla maggiore densità energetica – più watt per centimetro quadrato – le fasi di essiccazione e cura avvengono molto più rapidamente. I limiti (perché ci sono sempre dei limiti) I raggi infrarossi non sono certo una “bacchetta magica”. Poiché il trasferimento di calore avviene molto velocemente, è facile superare la temperatura desiderata se i controller PID non vengono regolati correttamente. È necessario utilizzare termocoppie o pirometri ad alta risposta per evitare problemi. Inoltre, bisogna fare attenzione con i sensori estremamente sottili: se non si controlla attentamente l’intensità del calore, questa può bruciare la superficie del sensore prima ancora che il nucleo stesso si riscaldi. Ma i vantaggi valgono la pena: è possibile ridurre notevolmente le dimensioni delle macchine utilizzate. Non ci sono più bisogno di ventilatori ingombranti o di armadi isolati che occupano metà del laboratorio. Basta semplicemente sostituire la parte di riscaldamento, e i tempi di ciclo diminuiscono drasticamente.