Warum wir bei der Herstellung von Biosensoren auf Infrarotstrahlung verzichten
Bei der Herstellung von Biosensoren ist es äußerst schwierig, die chemischen Schichten richtig zu trocknen und zu härten. Die meisten herkömmlichen Methoden setzen auf die Zirkulation von Heißluft. Wer schon einmal in einem Halbleiterlabor gearbeitet hat, weiß, wie lästig das ist: Man muss ewig warten, bis die Temperatur ausreicht – und meistens ist die Temperatur auf der gesamten Waferfläche nicht gleichmäßig. Das ist frustrierend.
Durch den Einsatz von Infrarotlampen ändert sich alles. Man wechselt von der Konvektion zur Strahlung.
Kein „Mittelsmann“ mehr nötig
Man muss sich vorstellen, wie Heißluft funktioniert: Zuerst muss die Luft erhitzt werden, anschließend soll diese Luft die Wärme auf das Substrat übertragen. Das ist langsam und zeitaufwendig.
Infrarotlampen funktionieren anders: Sie strahlen elektromagnetische Strahlung direkt auf das Substrat ab. Es muss nicht darauf gewartet werden, dass die Luft warm wird – es gibt keine Verzögerungen. Wir haben gesehen, dass die Trockenzeiten dadurch um 40 bis 70 Prozent reduziert werden können. Das bedeutet eine enorme Zeitersparnis.
Die Kompromisse (denn nichts ist perfekt)
Der Vorteil ist, dass Infrarotlampen keine riesigen, lauten Lüfter oder komplizierte Anlagen benötigen. Dadurch wird der Platzbedarf der Ausrüstung reduziert – was in einem überfüllten Labor immer ein Vorteil ist.
Aber man muss vorsichtig sein: Infrarotstrahlung ist sehr intensiv. Wenn die Lampe zu nahe am Substrat steht, kann das dazu führen, dass die empfindlichen organischen Schichten beschädigt werden. Es geht also darum, die richtige Entfernung sowie die richtige Leistung einzustellen. Man möchte schließlich seine Arbeit nicht ruinieren.
Praktische Anwendung in der Praxis
Die gute Nachricht ist, dass der Umstieg auf Infrarotstrahlung in der Regel einen einfachen Ersatz für die herkömmlichen Heizmethoden darstellt.
Falls man eine schnelle Austrocknung der Oberfläche benötigt, sollte man Kurzwellen-Infrarotlampen verwenden. Bei dickeren Substraten, bei denen die Wärme tief ins Material eindringen muss, sind Mittelwellen-Infrarotlampen die beste Wahl.
Aber hier liegt das eigentliche Geheimnis: Es geht nicht nur um die Geschwindigkeit – sondern auch um die Zuverlässigkeit. Luftströmungen sind unvorhersehbar – sie ändern sich ständig. Infrarotstrahlung hingegen ist konstant. Solange man eine konstante Spannung durch einen guten PID-Controller liefert, erhält man Temperaturen, die mit Luftströmungen einfach nicht erreicht werden können.
Deshalb wird Infrarotstrahlung immer beliebter bei allen, die große Mengen an Produkten herstellen möchten, ohne sich um die Konstanz der Ergebnisse sorgen zu müssen.