Waarom we infraroodverwarming gebruiken om loodvrij te blijven
Het maken van biosensors vereist een goede balans. Je hebt voldoende warmte nodig om de lijm en andere materialen te laten stollen. Maar als je te veel warmte gebruikt, kan dat schadelijk zijn voor de gevoelige ondergronden. Daarom gebruiken we infraroodlampen. In plaats van hete lucht te gebruiken, maakt infraroodstraling het mogelijk om de benodigde hitte te bereiken. Hierdoor hoeven we geen systeem met geforceerde luchtcirculatie te gebruiken, noch die vervelende chemische oplosmiddelen die vaak in strijd zijn met de regels voor ‘groene’ of loodvrije productieprocessen.
Hoe het precies werkt
Stel je een gewone convectieoven voor: deze verwarmt eerst de lucht, en daarna wordt de lucht gebruikt om het te verwerken materiaal te verwarmen. Dit proces is langzaam en omslachtig. Infrarood werkt anders: het stuurt fotonen rechtstreeks naar het materiaal. In onze biosensors gebruiken we specifieke absorptiebanden om de polymerisatie in gang te zetten. Het beste aan dit systeem is dat je geen energie verspilt aan het opwarmen van het hele metaalframe van de machine. Je verwarmt alleen het specifieke deel dat nodig is.
De uitdagingen
Om de gewenste snelheid te bereiken, gebruiken we meestal kortgolfig infraroodlicht. Hierdoor blijft het apparaat compact en kunnen de verwerkingstijden worden verkort. Het is eigenlijk een soort ‘onmiddellijk bruikbare’ warmtebron. Er is echter één probleem: thermische overdreven hitte. Als de snelheid van het transportband ook maar iets afwijkt, kan de oppervlaktetemperatuur te hoog worden. Hierdoor kan het materiaal beschadigen of zelfs branden. Om dit te voorkomen, kun je niet zomaar alles op automatische stand zetten. Je heeft PID-regelaars en pyrometer nodig om alles onder controle te houden.
Het behouden van een schone omgeving
Traditionele verwerkingsmethoden maken gebruik van loodhoudende oplossingen of oplosmiddelen met veel VOC’s, zodat de smelttemperatuur lager kan worden gehouden. Met infraroodverwarming is dat niet nodig. Omdat we de energie precies daar kunnen richten waar de verbinding tot stand komt, kunnen we materialen met een hogere temperatuur gebruiken, zonder dat er problemen ontstaan. Bovendien neemt de energierekening af, want je hoeft geen enorme oven de hele dag op 200°C te houden. Het is dus een schone manier om semiconductoren te produceren: geen dampen, geen lood, alleen fotonen.