Mehr Wärme genau dort, wo sie benötigt wird: Goldbeschichtete Reflektoren für Biosensoren
Wer bereits Erfahrung mit der Herstellung von Biosensoren hat, kennt die Schwierigkeiten dabei, die thermischen Bedingungen auf dem Wafer optimal zu gestalten. Die meisten Standard-Infrarotlampen sind ziemlich ineffizient – ein großer Teil der Energie wird einfach zurückgeworfen oder in alle Richtungen gestreut. Das bringt dem Wafer nichts, sondern führt dazu, dass der Maschinenkörper überhitzt.
Das ist eine Verschwendung von Energie – und außerdem lästig.
Um dieses Problem zu lösen, haben wir Anfangs hochreine Goldbeschichtungen auf die Reflektoren aufgetragen.
Warum Gold?
Weil Gold hervorragend dazu in der Lage ist, Infrarotlicht zu reflektieren. Anstatt die Wärme entweichen zu lassen, lenkt die Goldschicht sie direkt wieder auf das Zielobjekt. Damit wird jede einzelne Wattstunde Energie gezielt auf die Oberfläche des Wafers gelenkt.
Der Vorteil: Es entsteht eine viel höhere Wärmedichte – ohne dass man mehr Energie aus der Stromversorgung beziehen muss. Es ist also effizienter.
Es gibt allerdings einen Haken: Gold ist etwas empfindlich. Wenn es in der Werkstatt viele chemische Dämpfe gibt, kann die Beschichtung beschädigt werden. Dadurch sinkt die Reflexionsfähigkeit – und man ist wieder am Anfang. Um alles reibungslos laufen zu lassen, sollte der Behälter gut abgedichtet werden oder mit einem inerten Gas gefüllt werden. Das ist ein kleiner Schritt, der viele Probleme verhindert.
Wenn man von Aluminiumreflektoren auf diese umsteigt, bemerkt man einen starken Anstieg der Oberflächentemperatur. Das ist ein Vorteil – man kann dadurch die Zeit zum Aushärten oder Verbinden der Bauteile erheblich verkürzen.
Ein praktischer Tipp für die Werkstatt:
Beim Anschließen dieser Reflektoren sollte man die Temperatursensoren genau im Auge behalten. Da die Energie so konzentriert ist, kann es leicht zu „heißen Punkten“ kommen, wenn die Lampe zu nahe am Wafer steht. Ich empfehle, den Abstand sorgfältig einzustellen, damit die Wärme gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt wird. Wenn man außerdem eine alte Aluminiumanlage durch diese neuen Reflektoren ersetzt, sollte man nicht einfach nur den Schalter umlegen und weggehen. Man muss wahrscheinlich den Betriebsmodus anpassen, damit die gewünschte Temperatur nicht überschritten wird und dadurch eine Charge ruiniert wird.