Warum wir auf Herde verzichten und stattdessen Infrarotbehandlung für die Trocknung von Smart-Sensoren nutzen
Seien wir ehrlich: Traditionelle Konvektionsöfen sind im Grunde bereits veraltet. Im Bereich der Verpackung von Smart-Sensoren wandeln wir uns daher von diesen Öfen ab und bevorzugen stattdessen die Infrarotbehandlung. Das macht einfach mehr Sinn – besonders angesichts aller neuen Vorgaben bezüglich grüner Energiequellen sowie des Bestrebens, auf bleifreie Materialien umzusteigen.
Wenn man Klebstoffe trocknen oder Polymere härten will, möchte man auf keinen Fall, dass das Siliziummaterial kontaminiert wird oder dass unnötig viel Energie verbraucht wird, nur um einen großen Metallkasten zu erwärmen.
Der Trick bei der gezielten Energieabgabe
Man sollte sich vor Augen führen, wie ein Konvektionsofen funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend heizt diese Luft das zu behandelnde Material. Das ist langsam und verschwenderisch. Bei der Infrarotbehandlung hingegen werden elektromagnetische Strahlen verwendet, die in gerader Linie ausgestrahlt werden und direkt auf das Material treffen. Ich nenne das „gezielte Erhitzen“. Dabei wird nur das Verpackungsmaterial selbst erhitzt – nicht der ganze Raum. Dadurch bleibt die Wärmemenge gering, und man erreicht die gewünschte Temperatur viel schneller.
Die richtige Temperatur einstellen
Wenn man mit bleifreiem Lötzinn oder grünen Polymeren arbeitet, muss man mit einem sehr engen Bereich für erfolgreiche Behandlung umgehen. Ist es zu heiß, verformt sich der Sensor. Ist es zu kalt, versagt die Verbindung zwischen den Komponenten – und das Material ist unbrauchbar. Mit Infrarot kann man die Wellenlänge so anpassen, dass sie zur Chemie des Materials passt. Dadurch können schädliche flüchtige organische Verbindungen vermieden werden – was normalerweise passiert, wenn man Materialien in einem herkömmlichen Ofen überhitzt.
Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile)
Infrarot ist zwar schnell und effizient, aber es ist keine magische Lösung. Man muss sich mit dem „Schatteneffekt“ auseinandersetzen: Wenn der Sensor eine komplexe Form hat oder tiefe Bereiche aufweist, erreichen die Infrarotstrahlen diese Stellen nicht. Um das zu beheben, benötigt man wahrscheinlich eine rotierende Vorrichtung oder mehrere Lampen, damit jedes Stück gleichmäßig behandelt werden kann.
Und noch etwas: Die Hochleistungslampen werden sehr heiß. Wenn man die Kühlventilatoren nicht richtig dimensioniert, kann das dazu führen, dass die Steuerelektronik beschädigt wird. Es handelt sich dabei um einen Kompromiss – doch für die meisten von uns ist das ein Kompromiss, den es wert ist einzugehen.