Warum wir konventionelle Konvektionsöfen gegen Infrarotlampen in der Herstellung von Biosensoren eingetauscht haben
Beim Herstellen von Biosensoren sind die Phase des Aushärtens und Trocknens besonders schwierig. Es ist wichtig, dass die Temperatur genau richtig ist – andernfalls ist die gesamte Charge nutzlos. Lange Zeit wurde dazu gerne von großen Konvektionsöfen Gebrauch gemacht. Doch ehrlich gesagt: Es ist eine Verschwendung von Zeit und Energie, eine riesige Menge Luft zu erhitzen, nur um ein winziges Wafer aufzuwärmen.
Deshalb haben wir auf gezielte Infrarotlampen umgestellt.
Die Physik dahinter ist ziemlich einfach: Anstatt darauf zu warten, dass heiße Luft entsteht, trifft das Kurzwellen-Infrarotlicht direkt auf das Substrat. Das ist wie der Unterschied zwischen dem Warten darauf, dass ein Raum sich erwärmt, und dem Betreten der Sonne. Das Wafer erreicht die gewünschte Temperatur in Sekunden – nicht in Minuten. Wir haben diese Systeme so abgestimmt, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird – damit keine beschädigten Wafer oder ungleichmäßig verarbeitete Bioaktivschichten entstehen.
Nun zu den Geräten selbst:
Wir verwenden in der Regel Quarzhalogenlampen. Der Quarz lässt die Infrarotwellen ungehindert durch, während das Halogen dafür sorgt, dass der Glühfaden nicht zu schnell ausbrennt. Wenn Sie bereits ein PLC-System haben, können diese Lampen problemlos daran angeschlossen werden. Dadurch kann die Temperatur in Millisekunden geregelt werden.
Allerdings gibt es einen Haken: Diese Lampen produzieren eine enorme Menge an Wärme. Wenn man bei der Kühlung spart oder vergisst, das Gehäuse zu belüften, beginnt die Umgebungstemperatur zu steigen. Dann geht die Kalibrierung der Sensoren verloren. Man muss also die Umgebung kühl halten, um ein präzises Ergebnis zu erzielen.
Das Beste daran? Die Energiekosten.
Herkömmliche Öfen verbrauchen viel Energie, weil sie 24/7 laufen müssen, um eine konstante Temperatur zu halten. Bei Infrarotlampen bleibt das System bis zum Moment, in dem das Wafer in die Kammer gelangt, ausgeschaltet. Wir haben eine echte Reduzierung des Energieverbrauchs pro Einheit festgestellt. Das ist kein Trick oder irgendein „grünes“ Marketingwort – es handelt sich dabei einfach um gesunden Menschenverstand. Warum die Luft erhitzen, wenn man einfach die betreffende Stelle erhitzen kann?