Waarom we hot air vervangen door IR-lampen bij de productie van biosensoren Als je ervaring hebt met het verwerken van halfgeleiders of het maken van biosensoren, weet je hoe het proces in zijn werk gaat. Jarenlang werd er gebruik gemaakt van hete lucht om alles op te warmen. Maar tegenwoordig wordt steeds meer gebruik gemaakt van infrarode (IR)-lampen. Het komt vooral neer op de manier waarop de warmte bij het product terechtkomt. Met hete lucht wordt eerst de lucht opgewarmd; deze lucht verwarmt vervolgens de kamer, die op zijn beurt het substraat opwarmt. Het is dus een soort ‘tussenlaag’. IR-lampen doen dit allemaal niet: ze stralen rechtstreeks energie af op het doeloppervlak. Het wachten is voorbij. Eerlijk gezegd is het wachten tot een oven de juiste temperatuur heeft bereikt een nachtmerrie. De thermische inertie is enorm. Je moet minutenlang – soms zelfs urenlang – wachten tot de temperatuur op het gewenste niveau is. IR-lampen? Die zijn al na enkele seconden klaar. Volgens mijn ervaring met de productie van biosensoren kan dit de tijd die nodig is om de oven klaar te maken met meer dan 80% verminderen. Het voelt alsof er een last van je schouders valt. Bovendien hoef je geen enorme hoeveelheid elektriciteit te gebruiken om de lege lucht rondom het product op te warmen. Precies controleren We gebruiken meestal kortegolf-IR-straling, omdat deze zich sneller in de oppervlakkige lagen van de sensormaterialen bevindt. Hierdoor kun je specifieke gebieden precies opwarmen. Je hoeft niet het hele chipje op te warmen om één plek op te warmen. Dat is een groot voordeel, want ovens met geforceerde lucht hebben de neiging om dingen te vervormen. Omdat de energiedichtheid veel hoger is – meer wattage per vierkante centimeter – gaan de processen van het opwarmen en drogen veel sneller. De nadelen (want er zijn altijd nadelen) IR-lampen zijn geen magische oplossing. Omdat de warmteoverdracht zo snel plaatsvindt, kan het gemakkelijk gebeuren dat de gewenste temperatuur wordt overschreden als de PID-regelaars niet goed zijn ingesteld. Je hebt dan thermocoupons of pyrometer nodig om dit te voorkomen. Wees ook voorzichtig met zeer dunne sensoren: als je niet goed oplet, kan de intensiteit van het licht het oppervlak beschadigen voordat de kern zelfs maar warm wordt. Maar het voordeel is zeker de moeite waard. Je kunt de afmetingen van je apparaat aanzienlijk verminderen. Geen grote blazers of enorme geïsoleerde kasten meer die de helft van het laboratorium in beslag nemen. Je hoeft alleen maar de verwarmingseenheid te vervangen, en plotseling zijn je cyclustijden veel korter.