Warum wir auf Infrarotlicht für die Herstellung von Biosensoren umsteigen
Wenn Sie bereits Erfahrung mit der Herstellung von Biosensoren haben, wissen Sie, wie langwierig dieser Prozess sein kann. Man muss auf das Erreichen einer bestimmten Temperatur warten – und das dauert oft ewig. Die meisten herkömmlichen Systeme nutzen Luftzirkulation zur Erhitzung. Doch ehrlich gesagt: Die Luftzirkulation ist sehr langsam. Es ist, als würde man versuchen, einen Raum zu heizen, indem man zunächst die Luft um einen herum erwärmt. Das ist ein langsamer Prozess.
Deshalb wechseln wir nun zu Infrarotlampen mit kurzwelligem Licht.
Das Problem des Wartens
Luft ist ein Isolator. Wenn man sich im Bereich der Halbleitertechnologie befindet, stellt das Warten auf das Erreichen einer bestimmten Temperatur ein großes Hindernis dar. Das führt dazu, dass der Fortschritt behindert wird.
Infrarotlampen funktionieren anders. Sie nutzen elektromagnetische Strahlung – dadurch wird die Wärme direkt auf das Substrat abgegeben. Es gibt keinen „Mittler“. Der Unterschied ist enorm: Die Zeit bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur verkürzt sich von Minuten auf nur wenige Sekunden. Für diejenigen von uns, die mit hitzeempfindlichen Chemikalien arbeiten, ist das eine echte Erleichterung. So kann die Oberfläche auf die exakt richtige Temperatur gebracht werden, ohne dass das gesamte Gerät beschädigt wird.
Die richtige Einrichtung
Man kann einfach keine Infrarotlampe in eine Maschine einbauen und schon ist alles erledigt. Man muss sorgfältig vorgehen. Man muss sicherstellen, dass das Emissionsspektrum der Lampe mit dem Absorptionsbereich des Polymers oder Substrats übereinstimmt.
In der Regel verwenden wir Quarzhalogenröhren. Sie liefern die nötige Leistungsdichte, um eine schnelle Aushärtung zu ermöglichen.
Aber Achtung: Die Abstände zwischen den Lampen müssen genau kontrolliert werden. Wenn die Lampen zu nah beieinander stehen, entstehen „heiße Stellen“, die den Sensor ruinieren können. Wenn sie zu weit entfernt sind, verliert man alle Vorteile, die man durch die Verwendung solcher Lampen erzielen könnte. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem.
Die Kompromisse
Infrarotlicht ist zwar effektiv, aber es ist auch Richtungsabhängig. Warme Luft umhüllt einen Gegenstand, doch Infrarotlicht heizt nur den Bereich auf, den es „sehen“ kann. Wenn der Sensor eine komplexe 3D-Form hat, reicht eine einzelne Lampe nicht aus. Dann entstehen kalte Stellen. Die Lösung? Man verwendet mehrere Lampen, damit der Gegenstand von verschiedenen Seiten beheizt werden kann.
Noch etwas: Diese Lampen werden extrem heiß. Man muss sicherstellen, dass die Kühlventilatoren stark genug sind, um die abgestrahlte Wärme zu bewältigen. Wenn man bei der Kühlung spart, können die Kabel und Sensoren beschädigt werden.