Verwendung von Infrarotheizung für Biosensoren
Beim Herstellen von Biosensoren ist es entscheidend, die Aushärtungs- und Trocknungsprozesse richtig zu gestalten. Lange Zeit wurden dazu große Konvektionsöfen in den Reinräumen verwendet. Doch heute verwenden wir stattdessen Kurzwellen-Infrarotlampen.
Warum? Denn das Erhitzen einer großen Menge Luft nur dafür, um ein kleines Substrat zu trocknen, ist eine Energieverschwendung. Das führt zu einer hohen Kohlenstoffbelastung – mit kaum einem Vorteil.
Die Hitze genau dorthin bringen, wo sie gebraucht wird
Das Besondere an Infrarotstrahlung ist, dass sie sich nicht mit der Luft beschäftigt. Die Energie wird direkt auf das Substrat übertragen. Das geht sehr schnell. Anstatt darauf warten zu müssen, dass der Ofen warm wird, erhalten Sie sofortige Wärme. Wir stimmen die Lampen so ab, dass sie bestimmte Wellenlängen aussenden, die von den bioaktiven Schichten aufgenommen werden. So wird die Oberfläche perfekt ausgehärtet, während das darunterliegende Substrat nicht beschädigt wird. So kann man viel Energie in einem sehr kleinen Raum nutzen.
Hochwertige Komponenten
Wir verzichten nicht auf hochwertige Hardware. Wir verwenden Quarzkammern von hoher Reinheit, damit nichts in die Halbleiterumgebung gelangt und die Qualität der Produkte beeinträchtigt. Die Filamente sind so eingestellt, dass sie konstant arbeiten. Man möchte schließlich keine „heißen Stellen“ im Sensorarray haben – das würde zu Problemen führen. Wir verwenden außerdem Standardanschlüsse. Wenn eine Lampe ausfällt, kann man sie einfach austauschen und weiterarbeiten. Niemand mag Stillstand.
Wichtig: Man muss bei der Stromversorgung genau sein. Wenn die Spannung oder Leistung nicht korrekt ist, brennt der Faden viel zu schnell aus. Wir nutzen PID-Controller, um alles unter Kontrolle zu halten.
Der Trade-off
Der Umstieg auf Infrarotheizung ist gut für die Umwelt. Man muss nicht gegen das Klimasystem der Anlage kämpfen, indem man Wärme in den Raum bringt. Man heizt einfach nur den gewünschten Bereich. Doch es gibt einen Nachteil: Da Infrarotstrahlung so schnell wirkt, besteht eine sehr enge Grenze zwischen „perfekt“ und „zerstört“. Wenn die Temperatur auch nur leicht überschritten wird, ist die ganze Charge ruiniert. Deshalb braucht man einen Pyrometer mit schneller Reaktionszeit, der direkt in das System integriert ist. Wenn die Rückmeldung zu langsam ist, wird die Lampe weiterhin Wärme abgeben, nachdem man das Ziel bereits erreicht hat. Man braucht also ein System, das die Energie sofort abschaltet, sobald das Ziel erreicht ist.