Warum wir Infrarot-Behandlung für bleifreie Halbleiter verwenden
Bei der Herstellung von Biosensoren muss man ein Gleichgewicht finden: Man benötigt genügend Wärme, um Klebstoffe und Polymere zu härten – doch wenn man zu viel Energie verwendet, werden die biologischen Bestandteile des Sensors beschädigt. Deshalb nutzen wir Infrarotlampen. Anstatt den gesamten Raum zu erhitzen, senden diese Lampen die Energie direkt in das Material. Das ist effizienter – und außerdem müssen wir keine großen, energieintensiven Ofen verwenden, die nur Strom verschwenden würden.
Der Trick hinter der bleifreien Trocknung
Die herkömmliche Trocknungsmethode setzt auf chemische Katalysatoren oder heiße Luft – dabei entstehen oft schädliche organische Verbindungen (VOCs). Infrarot hingegen nutzt spezielle Wellenlängen, um die Polymerisierung fast sofort in Gang zu setzen. Da die Energie direkt auf das Material trifft und die Moleküle dazu bringt, sofort miteinander zu verbunden werden, sind keine schwermetallischen Stabilisatoren mehr nötig. Es handelt sich also um eine sauberere Methode zur Trocknung.
Die Temperatur genau richtig einstellen
Wir stellen die Lampen so ein, dass sie viel Wärme in einem kleinen Bereich erzeugen. Durch Anpassung der Leistung sowie der Entfernung zur Sensorebene kann man die exakte Glasschmelztemperatur erreichen, die für das Polymer notwendig ist. Das Beste daran: Die Erhitzung erfolgt fast sofort – innerhalb von Sekunden, nicht Stunden. Man muss nicht mehr warten, bis der Ofen warm wird.
Ein paar Dinge, auf die man achten muss
Es ist zwar nicht alles perfekt – hocheffiziente Infrarotlampen werden am Emitter extrem heiß. Wenn man die Kühlfans und Schutzmaßnahmen nicht richtig einstellt, kann das Probleme verursachen. Wenn der Gehäuseausschnitt nicht ordentlich belüftet wird, kehrt die Wärme wieder in die Elektronik zurück. Dadurch kann die Kalibrierung des Sensors beeinträchtigt werden – und man muss wieder von vorne anfangen.
In Saalbedingungen funktioniert es ebenfalls
Falls man weiterhin auf konventionelle Belüftungssysteme setzt, ist der Umstieg auf Infrarot recht einfach. Da kein Luftstrom vorhanden ist, gelangen keine Staubpartikel auf die Wafer. So erhält man einen sterilen, bleifreien Prozess – ohne dass die Produktionsgeschwindigkeit reduziert werden muss.