Warum wir bei der Herstellung von Biosensoren auf Infrarotlampen umsteigen Wenn Sie bereits Erfahrung im Umgang mit Halbleiterverarbeitung oder bei der Herstellung von Biosensoren haben, kennen Sie sicherlich den üblichen Ablauf. Über Jahre hinweg wurde alles einfach mit heißer Luft erwärmt. Doch in letzter Zeit gibt es einen klaren Trend zur Verwendung von Infrarotlampen. Der Grund dafür liegt hauptsächlich darin, wie die Wärme tatsächlich zum zu behandelnden Material gelangt. Bei der Verwendung von heißer Luft wird erst die Luft erhitzt – dadurch wird der Raum erhitzt, und schließlich wird auch das Substrat erwärmt. Es handelt sich dabei also um einen Umweg. Infrarotlampen hingegen übergehen diesen Umweg komplett – sie strahlen die Energie direkt auf das Ziel ab. Das Warten ist vorbei. Seien wir ehrlich: Auf das Erreichen der richtigen Temperatur durch einen Heizofen mit heißer Luft warten zu müssen, ist eine Qual. Die thermische Trägheit ist enorm – man muss Minuten, manchmal sogar Stunden lang warten, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Infrarotlampen hingegen sind bereits nach Sekunden bereit. In meiner Erfahrung reduziert dies die Zeit bis zur vollständigen Erwärmung um über 80 Prozent. Das ist wirklich eine Erleichterung. Zudem wird keine Menge an Energie verschwendet, nur um die leere Luft um das zu behandelnde Teil zu erwärmen. Präzise Steuerung Wir nutzen in der Regel Kurzwellen-Infrarotstrahlung – diese dringt viel schneller in die oberen Schichten des Sensormaterials ein. Dadurch kann man gezielt bestimmte Bereiche erwärmen. Man muss nicht das ganze Wafer erwärmen, nur um einen einzigen Punkt zu erwärmen. Das ist eine große Erleichterung – bei Heizöfen mit Luftstrom neigen die Teile nämlich dazu, sich zu verformen. Da die Energiedichte bei Infrarotlampen viel höher ist – mehr Watt pro Quadratzentimeter – vergehen die Zeiten für das Aushärten und Trocknen der Materialien äußerst schnell. Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile) Infrarotlampen sind zwar nicht zauberhaft – doch da die Wärmeübertragung so schnell stattfindet, kann es leicht passieren, dass die gewünschte Temperatur überschritten wird, wenn die PID-Steuergeräte nicht richtig eingestellt sind. Man benötigt daher Thermokopple oder Pyrometer mit schneller Reaktionszeit, um dies zu verhindern. Außerdem muss man bei sehr dünnen Sensoren vorsichtig sein – bei falscher Einstellung kann die Intensität der Strahlung die Oberfläche verbrennen, bevor der Kern überhaupt warm wird. Aber der Nutzen überwiegt. Man kann die Größe der Maschine erheblich reduzieren – keine großen Gebläse oder riesige Isolierkästen mehr, die die Hälfte des Labors einnehmen. Man ersetzt einfach die Heizeinheit – und schon sind die Prozesszeiten deutlich kürzer.