Warum wir Infrarot-Härtung für Biosensoren verwenden
Beim Bau von Biosensoren ist die thermische Behandlung eine Art „Seiltanz“. Man muss die Polymere sowie die Verbindungsmittel härten – doch man darf den Substrat nicht beschädigen. Deshalb verwenden wir Infrarotlampen. Anstelle von heißer Luft nutzen diese Lampen Strahlung zur Energieübertragung. Dadurch können wir auf Systeme mit gezwungener Luftzirkulation sowie chemische Lösungsmittel verzichten – schließlich hinterlassen diese oft unerwünschte Rückstände auf der Wafer-Oberfläche.
Das Problem mit herkömmlichen Öfen
Herkömmliche Trocknungsöfen sind im Grunde große, heiße Kästen. Sie erhitzen den ganzen Raum, nur um das Produkt zu erwärmen. In einer bleifreien Produktionslinie ist das ein Albtraum – denn es kommt sehr leicht zu Kontaminationen. Infrarotemitter hingegen sind geschlossene Systeme. Es gibt keine Verbrennungsgase und keine seltsamen Dämpfe – nur saubere Wärme. Das ist eine viel bessere Methode zur Bearbeitung der Bauteile – und entspricht außerdem der „grünen“ Richtung, in die die gesamte Branche tendiert.
Die Wärme genau dorthin bringen, wo sie benötigt wird
Wir richten diese Lampen so ein, dass sie viel Energie in einem kleinen Raum freisetzen. Durch Anpassung der Wellenlänge – meist in Richtung kurzwelliges Infrarot – dringt die Wärme fast sofort in die Schichten des Biosensors ein. Es geht also sehr schnell. Weil die Erwärmung so schnell erfolgt, wird keine Energie verschwendet. Die Bauteile können somit schneller durch die Produktionslinie gebracht werden – ohne dass ein großes, energieverbrauchendes Vorkalibrierungsgerät notwendig wäre.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen)
Es handelt sich dabei nicht um ein Gerät, das man einfach einschaltet und dann vergisst. Die Wärme ist nämlich ziemlich intensiv. Wenn das Substrat zu dünn ist oder die Zeitregelung um nur wenige Sekunden fehlt, kann das Probleme verursachen. Der Sensor kann dadurch beschädigt werden oder die organischen Schichten können verbrennen. Um das zu verhindern, müssen die Lampen mit präzisen PID-Reglern sowie Thermoelementen kombiniert werden. Man muss genau wissen, wann man aufhören muss, bevor die Temperatur zu hoch wird.
Fazit
Durch den Einsatz von Infrarottechnologie können wir auf Schwermetallkatalysatoren sowie schmutzige Lösungsmittel verzichten. Dadurch bleibt die Luft in der Reinraumumgebung wirklich sauber – und die Energiekosten sinken erheblich. Für alle, die versuchen, globale Umweltschutzstandards einzuhalten, ohne die Produktion zu verlangsamen, ist das die beste Lösung.