Controle preciso do calor na fabricação de biosensores
Ao fabricar biosensores, os ciclos de cura e secagem são os pontos em que geralmente surgem problemas. Se você tentar utilizar instalações de produção modernas e “inteligentes”, perceberá rapidamente que os fornos convencionais não são suficientes. Eles são muito lentos.
É por isso que optamos por sistemas de infravermelho (IR). Em vez de aquecer o ar, o IR envia energia diretamente para o alvo desejado. Assim, é possível atingir a temperatura desejada em segundos. Além disso, isso economiza muito espaço.
Por que o controle digital é importante
O sistema de aquecimento precisa se comunicar com o PLC. Usamos lâmpadas de infravermelho combinadas com controladores PID, para que a quantidade de calor gerada corresponda exatamente aos dados registrados.
Em um sistema baseado em dados, o maior problema geralmente é o “atraso térmico” – aquele atraso entre o momento em que você instrui a máquina a aquecer e o momento em que ela realmente começa a aquecer. Com o IR, esse atraso praticamente não existe. Basta acionar um interruptor, e o calor já está disponível. É a única maneira de garantir que o primeiro wafer seja exatamente igual ao décimo milésimo wafer produzido.
Compromissos relacionados ao hardware
Dependendo do material do substrato do biossensor, geralmente utilizamos elementos de quartzo de onda curta ou média.
Para reduzir os tempos de ciclo, é necessário ter muita potência em um espaço pequeno. Mas há um problema: aplicar tanta potência em um tubo pequeno causa problemas graves de sobreaquecimento. Se as lâmpadas funcionarem sempre a 100%, o invólucro e os cabos precisam ser resistentes. Caso contrário, os conectores vão derreter.
Integrando no ambiente de produção
Mantemos os cabos modulares, pois ninguém quer passar todo o dia recalibrando uma máquina só porque uma lâmpada queimou. Usamos conectores padronizados, assim, quando uma lâmpada termina seu ciclo de vida, basta substituí-la por outra.
Além disso, como a saída de luz do IR está ligada ao sistema de monitoramento central, é possível saber exatamente quanto poder está sendo utilizado por unidade. Isso permite ter uma visão clara dos custos térmicos de cada sensor produzido.