Eine intelligente Lösung für die Behandlung von Biosensoren und Halbleitern
Beim Bau von Biosensoren muss man vorsichtig vorgehen. Man braucht genügend Wärme, um die organischen Schichten zu härten – doch wenn man zu viel Wärme einsetzt, werden die Substrate beschädigt. Deshalb haben wir auf die Verwendung großer Konvektionsöfen verzichtet. Es ist eine Verschwendung von Zeit und Energie, ganze Räume mit Luft zu erhitzen, nur um eine kleine Waferplatte zu trocknen. Stattdessen nutzen wir Kurzwellen-Infrarotlampen.
Der Vorteil von Infrarotstrahlung ist, dass sie sich nicht um die Luft kümmert. Die Energie wird direkt in das Material geleitet – das ist effizient.
Die „grüne“ Seite der Angelegenheit
Lange Zeit verließ sich die Industrie auf bleihaltige Stabilisatoren oder schädliche Lösungsmittel, die die Luft mit VOCs verschmutzen. Das ist weder gut für den Planeten noch für die Menschen im Labor. Durch den Einsatz von Infrarotstrahlung können wir auf wasserbasierte oder UV-IR-Hybridharze zurückgreifen. Da die Energiedichte sehr hoch ist, findet die Polymerisation fast sofort statt – in Sekundenbruchteilen, nicht in Stunden. Dadurch sinkt die Energiekosten, und die Waferplatten können schneller verarbeitet werden.
Die schwierigen Aspekte
Natürlich ist es nicht so einfach, wie es klingt. Man muss die Leistung und Wellenlänge genau richtig einstellen. Wir verwenden Kurzwellen-Infrarot, weil diese Strahlen tief in die Beschichtung eindringen. Dadurch härten auch die unteren Schichten genauso schnell wie die Oberfläche. Doch hier kommt das Problem: Man muss auf die Erhitzungsgeschwindigkeit achten. Wenn das Infrarotstrahlung zu schnell auftrifft, kann es dazu kommen, dass die oberste Schicht erstarrt und die feuchten Lösungsmittel darunter gefangen bleiben. Um das zu verhindern, muss man die Leistungssteuerungen genau einstellen.
Praktische Anwendung in der Realität
Wenn man über eine alte Konvektionsanlage verfügt, ist der Wechsel auf Infrarotstrahlung in der Regel recht einfach. Man kann die Verbrennungsofen aus dem Reinraum entfernen – dadurch wird der CO2-Fußabdruck sofort reduziert. Wir steuern alles über PLCs, damit die Temperatur genau dort bleibt, wo sie sein soll.
Ein letzter Tipp: Wenn man hocheffiziente Lampen in einem kleinen Raum unterbringt, darf man bei den Kühlfans nicht sparen. Wenn sich Wärme um den Lampenkörper ansammelt, können die Kontakte geschmolzen werden. Glauben Sie mir, das ist ein Problem, das man unbedingt vermeiden sollte.