Warum wir auf Infrarot-Härtung für Biosensoren und Chips umgestiegen sind
Beim Bau von Biosensoren muss man ein feines Gleichgewicht finden. Man braucht genügend Wärme, um die Polymere zu härten und die biologischen Schichten an ihrem Platz zu halten – doch wenn man es zu weit treibt, kann das Substrat beschädigt werden. Es handelt sich dabei um ein extrem empfindliches Gleichgewicht.
Deshalb verwenden wir Infrarotlampen. Anstatt heiße Luft einzusetzen – was unpräzise und unsicher ist – nutzt Infrarotstrahlung. Die Strahlung trifft direkt auf das Zielobjekt. Es gibt keinen Bedarf an Druckluft oder chemischen Lösungsmitteln – und vor allem bleiben keine unerwünschten Rückstände auf den Wafern zurück.
Der „grüne“ Aspekt der Trocknung
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Trockenofen vor: Man heizt eigentlich nur eine riesige Metallbox auf, nur um ein winziges Bauteil zu erwärmen. Das ist eine enorme Energieverschwendung.
Infrarot ist anders. Die Energie wird direkt ins Material geleitet und löst dort eine innere Reaktion aus. Da nicht die Luft im Raum erhitzt wird, sinken die Energiekosten.
Für diejenigen, die mit bleifreien Halbleiterstandards arbeiten, ist das besonders wichtig: Man muss die Temperaturen niedrig halten, damit das Lötzinn nicht oxidiert oder das Substrat nicht verformt wird. Kurzwelliges Infrarot löst dieses Problem in Sekundenschnelle. Man erhöht die Temperatur, erreicht den gewünschten Wert und schaltet das Gerät wieder ab – sofort. Kein Warten auf Abkühlzeit des Geräts.
Die realen Herausforderungen
Aber es ist nicht alles perfekt. Die Integration von Infrarotlampen in die Produktion bedeutet, dass man mit einer hohen Wärmestärke umgehen muss. Wenn man dazu hochleistungsstarke Quarzlampen verwendet, kann man diese nicht einfach in eine Box stecken. Man benötigt einen geeigneten Wärmeableiter sowie eine gute Belüftung. Andernfalls beginnt die Umgebungstemperatur anzusteigen – und plötzlich ist die Kalibrierung der Sensoren ruiniert.
Aber der Nutzen lohnt sich. Wir verwenden diese Module, um die alten, unflexiblen Konvektionsöfen zu ersetzen. Dadurch wird der Platzbedarf der Maschinen verringert. Zudem muss man keine teuren VOC-Entfernungssysteme mehr verwenden.
Sauberkeit bewahren
Wenn man eine „grüne“ Zertifizierung anstrebt, ist Infrarot vermutlich die beste Lösung. Man ersetzt damit verbrennungsbasierte Systeme oder energieintensive Öfen durch eine saubere, elektrische Strahlungsquelle. Es gibt keine Emissionen – und man kann die Umweltvorschriften einhalten, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen. Es funktioniert einfach.