Warum wir Infrarot zur Aushärtung bei Bio-Sensoren und Chips verwenden
Bei der Herstellung von Bio-Sensoren muss man ein schwieriges Gleichgewicht finden. Man muss die Klebstoffe sowie die Funktionsschichten perfekt aushärten – doch man darf das Substrat durch Kontaminationen nicht zerstören. Deshalb nutzen wir Infrarotlampen. Anstatt die Luft in einem großen Raum zu erwärmen, senden die Infrarotlampen Energie direkt in das Material. Dadurch wird Energie nicht verschwendet, sondern genau dort eingesetzt, wo sie benötigt wird.
Wie es tatsächlich funktioniert
Heiße Luft ist etwas ungenau in ihrer Wirkung. Infrarot hingegen ist anders: Die Wellen dringen tief in die Oberfläche des Sensors ein und erhitzen ihn von innen heraus. Das ist wichtig, denn dadurch wird verhindert, dass die oberste Schicht zu schnell hart wird und die Lösungsmittel darunter gefangen bleiben. Infrarot löst dieses Problem. Zudem kann man die Wellenlänge anpassen – genauso wie bei einem Radio. So kann man die Wärme genau dorthin lenken, wo sie benötigt wird.
Umweltfreundlich – ohne Probleme
Die Industrie gibt langsam die bleihaltigen Lötmittel sowie diese schädlichen Lösungsmittel auf. Infrarot macht diesen Übergang viel einfacher. Da Infrarotlampen elektrisch betrieben werden, entstehen keine Gasemissionen oder andere Schadstoffe. Es entstehen keine unerwünschten Dämpfe in dem Reinraum – nur reine Wärme.
Der Clou: Schnelle Erwärmung
Diese Lampen erreichen ihre Betriebstemperatur in Sekunden. Man muss keine großen Öfen stundenlang laufen lassen – nur „für alle Fälle“. Dadurch senkt sich die Stromrechnung sowie der CO2-Ausstoß.
Die Herausforderungen
Es ist jedoch nicht alles einfach. Hohe Intensitäten an Infrarotstrahlen erzeugen eine enorme Menge an Wärme. Wenn die Lampe zu nahe am Sensor ist, können die organischen Schichten beschädigt werden. Um das zu vermeiden, braucht man einen präzisen PID-Regler sowie einen Thermoelement, das sofort reagiert. Außerdem muss man auf die Abschirmung achten – Infrarotstrahlen sind sehr stark. Sicherheit geht vor.