Den Ofen vermeiden – eine intelligente Methode zur Herstellung von Biosensoren
Bei der Herstellung von Biosensoren sind in der Regel viele Schritte des Austrocknens und Härtens erforderlich. Über Jahre hinweg haben wir alles einfach in große Konvektionsöfen gegeben. Doch das Problem ist: Diese Öfen verbrauchen viel Energie. Sie verbringen die Hälfte ihrer Zeit damit, die Luft sowie die Wände der Kammer zu erhitzen, bevor sie überhaupt mit dem Produkt in Berührung kommen. Das ist Verschwendung.
Deshalb haben wir uns für Infrarotlampen entschieden. Anstatt den ganzen Raum zu erwärmen, wird die Energie direkt auf das Zielobjekt gerichtet.
Die Energie genau dorthin lenken, wo sie gebraucht wird
Infrarotlampen funktionieren anders. Sie nutzen Strahlung, um Energie direkt ins Substrat zu leiten. Wenn es um Schichten geht, die nur wenige Mikrometer dick sind, kann man es sich nicht leisten, darauf zu warten, dass die ganze Luft im Raum warm wird. Mit Kurzwellen-Infrarot lässt sich die Temperatur fast sofort erhöhen. Die gesamte Energie wird direkt auf die Wafer oder den Sensorarray gerichtet. Kein Warten, keine verschwendeten Kilowattstunden. Es funktioniert einfach.
Das Gleichgewicht finden
Natürlich ist es nicht so einfach, einfach nur eine helle Lampe einzuschalten. Man braucht eine hohe Intensität, damit die Härtung gleichmäßig über die gesamte Oberfläche erfolgt. Doch man darf auch nicht übertreiben. Wenn die biologischen Reagenzien verbrennen, ist die Charge ruiniert.
Um alles unter Kontrolle zu halten, verwenden wir PID-Controller sowie Thermokupolen mit schneller Reaktionszeit. Es geht dabei um das richtige Gleichgewicht.
Hochleistungslichtquellen eignen sich zwar für eine schnelle Bearbeitung großer Mengen, doch sie können auch schädlich sein. Wenn man die Abkühlphase nicht richtig steuert, besteht die Gefahr, dass das Material verformt wird oder thermischer Stress entsteht. Man benötigt daher ein Kühlsystem, das die überschüssige Wärme aufnehmen kann – sonst werden die Ergebnisse ungenau.
Die Fabrikhalle auf Ordnung bringen
Das Beste daran: Dadurch ändert sich tatsächlich das Aussehen des Labors. Man kann einen großen, sperrigen Trockenofen entfernen und ihn durch einen kompakten Infrarottunnel ersetzen. Dadurch wird viel Platz eingespart. Zudem muss das Lüftungssystem nicht mehr so hart arbeiten, um den Raum kühl zu halten.
Es handelt sich dabei um eine einfache Lösung auf Hardwareebene. Weniger Abfall, kleinere Geräte und schnellere Prozesse – so kann man tatsächlich toward einen kohlenstoffneutralen Reinraum voranschreiten.