Warum wir auf den Einsatz von Öfen für Bio-Sensoren verzichtet haben
Die Herstellung von Bio-Sensoren erfordert ein gewisses Gleichgewicht – man braucht genügend Wärme, um die Polymere zu härten und die chemischen Schichten aktiv zu machen. Doch wenn man zu viel Wärme verwendet, wird das gesamte Substrat beschädigt.
Lange Zeit wurde dazu ein herkömmlicher Konvektionsofen verwendet. Doch ehrlich gesagt: Es ist eine Verschwendung von Zeit und Energie, eine riesige Menge Luft zu erhitzen, nur um einen winzigen Sensor zu erwärmen. Deshalb haben wir auf spezielle IR-Lampensysteme umgestellt.
Es geht dabei darum, wohin die Wärme gelangt.
Stellen Sie sich vor: Ein Ofen heizt zunächst den Raum auf, anschließend die Luft – und erst danach die jeweilige Oberfläche des Sensors. IR-Lampen hingegen strahlen direkt auf die Oberfläche des Sensors ab.
Das ist sehr schnell – wir sprechen hier von einer Reduzierung der Aufwärmzeit von Stunden auf wenige Sekunden. Da nur die betreffende Stelle erhitzt wird, sinkt auch die Stromrechnung. Es handelt sich dabei um eine einfache Möglichkeit, die Fabrik „grüner“ zu machen – ohne dafür extra Gebühren zahlen zu müssen.
Der schwierige Teil – und wie wir damit umgehen
Natürlich kann man nicht einfach irgendeine Hebelampe auf einen Sensor setzen. Man muss die richtige Wellenlänge wählen, je nachdem, welche Materialien verwendet werden. Wenn die Wärme tief in das Material eindringen soll, kommt kurzwelliges IR zum Einsatz. Wenn nur die Oberfläche erhitzt werden soll, reichen mittelwelliges IR aus.
Aber es gibt ein Problem: Wenn man die Leistung zu hoch einstellt, ohne ein effektives Kühlsystem zu haben, kann die Sensorhülle beschädigt werden. Das ist eine echte Herausforderung. Um dies zu vermeiden, verwenden wir Regelkreise vom Typ PID. Diese funktionieren wie ein Thermostat – sie sorgen dafür, dass die Temperatur nicht übersteigt.
Mehr Platz zurückgewinnen
Einer der Vorteile dieses Wechsels ist, dass wir viel Platz sparen können. Die riesigen Batchöfen nehmen viel Platz ein. Mit IR-Lampen können die Lampen einfach in eine kompakte Transportanlage integriert werden. Weniger Ausrüstung bedeutet mehr Freiraum im Reinraum. Zudem muss das Lüftungssystem nicht so hart arbeiten, um die Temperaturen im Zaum zu halten.
Die Wartung ist außerdem einfach. Wenn eine Lampe nicht mehr richtig funktioniert, muss man sie einfach austauschen – fertig.