IR硬化技術を用いてバイオセンサーを正しく作るには、細心の注意が必要です。接着剤やコーティングを硬化させるためには十分な熱が必要ですが、過度に熱を加えると、センサーの生物学的な部分が損傷してしまいます。つまり、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使用します。巨大なオーブンを使って空気で加熱する代わりに、赤外線はエネルギーを直接材料に送り込みます。これにより、効率的でクリーンな処理が可能になります。
古い方法からの脱却 業界では、今や鉛を含むはんだや、有害な溶剤を使った乾燥方法を捨てています。従来の対流式オーブンは非効率的で、熱風をあちこちに送り込み、多くのエネルギーを無駄にします。また、センサーに不要な汚染物質が混入することもあります。
一方、IR硬化技術は異なります。これは「ドライ」なプロセスで、電磁波を利用して物質を蒸発させたり重合させたりします。燃焼ガスや重金属触媒は不要です。これは、私たちが目指す環境に優しいアプローチにぴったりです。
熱力学の面白さ 面白いのは、波長を調整できるという点です。つまり、熱はコーティング部分にだけ作用し、基板自体は温められません。センサーの基盤が過熱する心配もありません。そして、速度も非常に速いです。数秒で適切な温度に到達します。対流式オーブンでは、温まるのに時間がかかります。エネルギーコストや忍耐力の面でもメリットがあります。
難しい点 しかし、すべてが簡単というわけではありません。高強度の赤外線は強力です。コンベヤの速度や距離をうまく調整しなければ、バイオ層が焦げてしまいます。そのため、出力を適切に制御するためのPIDコントローラが必要です。
また、「エッジ効果」という問題もあります。センサーの端の方が中央よりも早く乾燥してしまいます。これを解決するために、形状の異なる反射板を使って熱を均等に分配します。
最良の点は、溶剤乾燥に使われていた大がかりな換気システムが不要になることです。IR装置は、以前使われていた熱風装置の場所に直接設置できます。