なぜバイオセンサーやチップの製造に赤外線硬化技術が使われるのか
バイオセンサーを作るときは、熱という要素をうまく操る必要があります。接着剤や各層を適切に硬化させる必要がある一方で、過度に熱を加えると生物学的な部分がダメになってしまいます。つまり、非常に微妙なバランスが求められるのです。
そのため、私たちは短波長の赤外線ランプを利用しています。通常の対流式オーブンでは、周囲の空気を加熱してから部品に熱が伝わるのを待つ必要がありますが、赤外線ならエネルギーを直接材料自体に送り込むことができます。これは直接的で、効率的であり、実用性も高いです。
従来のオーブンの問題点
従来の対流式オーブンを考えてみてください。基本的には大きな空間の中の空気を加熱し、その熱が最終的に部品に届くのを待つのです。これは遅く、莫大な電力を消費し、クリーンルーム内に不要な汚染物質を生じさせる可能性もあります。
一方、赤外線は異なります。光子を使って表面を透過させ、ほぼ即座に重合反応や溶剤の乾燥を促進します。事前の予熱の必要もありません。電源を入れればすぐに使用できます。
環境に優しい技術
業界では無鉛化や「グリーン」基準が強く求められています。正直、そろそろその時期です。赤外線硬化技術なら、純粋に電気を利用するため、これが容易に実現できます。燃焼もCO2の排出もなく、奇妙な有害ガスも発生しません。
また、熱が集中するため、ガスオーブンで必要な巨大で騒音の大きい換気システムも不要です。これにより、クリーンルームの快適さが向上し、余計な心配をせずに炭素排出量を減らすことができます。
注意点
もちろん、完璧なわけではありません。高強度の赤外線ランプは非常に強力で、注意しないと問題が発生する可能性があります。例えば、コンベヤーベルトが数秒でも遅れると、センサーや基板が損傷することがあります。ほんの少しのタイミングのズレで大量の製品が台無しになってしまうのです。そのため、PIDコントローラーやセンサーには細心の注意を払います。数ミリ秒以内に反応できるシステムが必要です。そうでなければ、高価な廃棄物が増えてしまいます。
工場への導入
最良な点は、これらの装置を、以前使われていた対流式オーブンの場所にそのまま設置できることです。赤外線を利用することで、硬化領域を数メートルから数センチメートルに縮小できます。そうすることで、床面積が確保されます。これは一石二鳥です。処理時間が短縮され、環境基準も満たされ、実際に研究室で自由に動けるスペースも確保できます。