なぜバイオセンサーやチップの製造に赤外線硬化法が使われるのか バイオセンサーを作る際、有機層や導電性ポリマーを適切な位置に固定しておくのは難しい。全てを安定させるためには熱硬化処理が必要だが、従来の方法では手間がかかる。 そのため、私たちは赤外線ランプを使用するのだ。巨大なオーブンを使って加熱する代わりに、赤外線はエネルギーを直接基板に送り込む。これは効率的で、理にかなっている。
有害物質の排除
半導体業界では、ついに「グリーン」基準や鉛フリーの技術が重視されるようになった。長年、低温で硬化処理を行うには化学触媒や重金属添加剤を使うしかなかった。これは地球環境や研究室の人々にとって良くない。 赤外線硬化法なら、この問題を解決できる。短波長の赤外線を使ってコーティング内の分子を振動させる。熱は材料の内部から生じるのだ。 非常に速い。数秒で済むのだ。また、有害な添加剤を使わずに済み、クリーンルームの炭素排出量の心配も不要になる。
適切な熱密度の調整
バイオセンサーワイヤーに適切な熱密度を与えるために、単なるランプを使うわけにはいかない。ハロゲン充填剤入りの特殊な石英容器を使用することで、ほぼ瞬時に熱を上昇させることができる。ワイヤーがその領域に入るとすぐに熱が発生し、出るとすぐに電力が切れる。エネルギーの無駄遣いがないのだ。 しかし、難しい点もある。 赤外線の強度が高すぎると、「スキニング」という問題が起こる。これは、表面層が急激に硬化し、下層の溶剤が泡のように閉じ込められてしまう現象だ。微妙なバランスが必要なのだ。ランプが近すぎると基板が焼けてしまい、逆に遠すぎると、システムの効率が損なわれてしまう。ワット数や距離を適切に調整する必要がある。
現場での利用
最良の点は、このシステムは従来の大型の対流式乾燥装置の代替品として使えることだ。 赤外線硬化法を採用すれば、設備の占有面積が縮小する。巨大で騒音の大きい排気ファンも不要になる。アレイを接続し、タイマーを設定すれば、物理的な原理に任せて処理が行われるのだ。