Bio-Sensoren richtig mit Infrarot-Härtung herstellen
Die Herstellung von Bio-Sensoren erfordert ein feines Gleichgewicht. Man braucht genügend Wärme, um die Klebstoffe und Beschichtungen zu härten – doch wenn man zu viel Wärke einsetzt, können die biologischen Komponenten des Sensors beschädigt werden. Es handelt sich dabei um ein äußerst sensibles Gleichgewicht.
Deshalb verwenden wir Kurzwellen-Infrarot-Lampen. Anstelle eines riesigen Ofens, der die Luft erwärmt, senden diese Lampen Energie direkt in das Material. Dadurch wird die Wärme effizient genutzt – und es entstehen keine Schadstoffe.
Ab weg von den alten Methoden
Die Industrie gibt endlich die bleihaltigen Lötmethoden sowie die zeitaufwändigen Trocknungsverfahren auf. Die alten Konvektionsöfen sind einfach ineffizient – sie verbreiten heiße Luft überallhin, verschwenden viel Energie und können sogar Schadstoffe verursachen, die man auf dem Sensor unbedingt vermeiden möchte.
Infrarot-Härtung hingegen ist ein „trockener“ Prozess. Dabei werden elektromagnetische Wellen verwendet, um die Substanzen verdampfen oder polymerisieren zu lassen – ohne dass Verbrennungsgase oder Metallkatalysatoren erforderlich sind. Das passt perfekt zur grünorientierten Entwicklung in der Industrie.
Die Magie der thermodynamischen Eigenschaften
Das Tolle daran: Man kann die Wellenlänge genau regulieren. Dadurch wird die Wärme nur auf die Beschichtung abgegeben, während der Grundkörper des Sensors unberührt bleibt. So wird die Basis des Sensors nicht überhitzt. Zudem ist dieser Prozess sehr schnell – im Vergleich zu herkömmlichen Öfen. Eine Lampe erreicht bereits nach Sekunden die richtige Temperatur, während ein Convektionsofen lange Zeit zum Aufwärmen benötigt. Dadurch spart man Energie – und auch Geduld.
Die schwierigen Aspekte
Es ist jedoch nicht immer einfach, alles richtig einzustellen. Hochintensive Infrarotstrahlung kann schädlich sein, wenn die Geschwindigkeit des Transportbands oder die Entfernung nicht richtig eingestellt werden. Dafür braucht man einen guten PID-Regler, um die Leistung unter Kontrolle zu halten.
Außerdem gibt es noch den „Randeffekt“: Die Ränder des Sensors trocknen oft viel schneller als die Mitte. Das ist ärgerlich. Normalerweise beheben wir das Problem mit speziellen Reflektoren, die die Wärme gleichmäßig über die ganze Oberfläche verteilen.
Das Beste daran: Man kann die großen Belüftungssysteme, die früher zum Trocknen von Lösungsmitteln verwendet wurden, weglassen. Infrarotstrahlung kann direkt an die Stelle geleitet werden, an der früher die traditionellen Wärmetunnel waren.