Warum Infrarot-Härtung nur für leiterfreie Sensoren Sinn macht
Bei der Herstellung von Biosensoren geht es um ein riskantes Spiel mit Wärme. Man muss die Klebstoffe und Polymere perfekt härten – doch schon eine kleine Fehlermeldung kann dazu führen, dass die empfindlichen Substrate beschädigt werden.
Deshalb verwenden wir Infrarotlampen.
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Konvektionsofen vor: Er muss zunächst die gesamte Luft im Ofen erhitzen, bevor er überhaupt mit dem zu behandelnden Material in Berührung kommt. Das ist langsam und ineffizient. Bei Infrarotlampen ist das anders: Es handelt sich um direkte Strahlungswärme. Die Energie gelangt direkt ins Material. Da diese Methode so effizient ist, muss man nicht mehr auf diese schädlichen, auf Blei basierenden Flussmittel sowie schwere Lösungsmittel zurückgreifen, die früher verwendet wurden, um den Prozess zu beschleunigen.
Die richtige Härtung erreichen
Das Tolle an dieser Physik ist folgendes: Wir verwenden in der Regel Kurzwellen- oder Mittelwellen-Infrarotstrahlen. Warum? Weil diese Wellenlängen tatsächlich in das Material eindringen und dieses von innen heraus härten. Wenn man schon einmal mit dem Problem zu tun hatte, dass die oberste Schicht sofort trocknet, während die darunterliegenden Schichten noch feucht sind, weiß man, wie frustrierend das sein kann. Indem man die Wellenlänge so einstellt, dass sie zur eigenen Bio-Tinte oder Photoresist passt, kann man dieses Problem vollständig vermeiden.
Müllvermeidung
Heutzutage setzt man alles daran, „grüne“ und leiterfreie Standards zu erreichen. Es geht dabei nicht nur um Regeln – sondern auch darum, Energie zu sparen. Traditionelle thermische Öfen sind energieintensiv – sie verbringen die Hälfte ihrer Zeit damit, eine riesige Metallkammer zu erhitzen. Infrarotlampen hingegen heizen nur das eigentliche Werkstück. Sie erreichen die Betriebstemperatur in Sekundenschnelle – ohne Wartezeit.
Die schwierige Seite – und wie man sie löst
Infrarotstrahlen sind zwar sehr mächtig – aber man muss vorsichtig sein. Wenn man die Dauer der Bestrahlung falsch einstellt, kann das Substrat beschädigt werden oder der Sensor wird verformt. Das passiert leider oft. Auch eine kleine Abweichung in der Transportgeschwindigkeit kann zum Problem werden. Um alles unter Kontrolle zu halten, empfehlen wir den Einsatz eines geschlossenen Pyrometers. Dieser überwacht die Oberflächentemperatur in Echtzeit – so muss man nicht raten. In Kombination mit einem schnell schaltenden SCR-Controller kann man die Temperatur genau auf ±2°C halten. So erhält man die benötigte Menge an Produkten – ohne das Risiko, eine Charge zu ruinieren.