Die richtige Temperatur bei der Herstellung von Biosensoren
Wer schon einmal mit Biosensoren gearbeitet hat, kennt die Schwierigkeiten. Man muss dabei ein sehr feines Gleichgewicht finden – denn schon eine geringe Temperaturschwankung kann dazu führen, dass das Substrat verformt wird oder die Beschichtung abplatzt. Das ist frustrierend.
Die meisten Betriebe versuchen, auf diese manuelle Einstellmethode zu verzichten. Stattdessen nutzen wir Systeme, bei denen die Daten die Arbeit übernehmen. Deshalb sind hochleistungsfähige Infrarot-Systeme zur Standardlösung geworden. Im Gegensatz zu den langsam erwärmenden Konvektionsöfen erreichen Infrarotstrahlen das Material direkt – und zwar sehr schnell.
Das Gleichgewicht finden
Bei der Auswahl der Infrarotlampen geht es vor allem um die Mathematik – man muss die Leistung und Spannung an die tatsächliche Masse des Sensors anpassen. Hochleistungsquarzlampen sind ideal, da sie die Temperatur sofort erhöhen können – was bei der schnellen Aushärtung sehr hilfreich ist. Doch hier liegt das Problem: Man kann die Leistung nicht einfach bis zum Maximum steigern. Wenn zu viel Energie in einen kleinen Bereich geleitet wird, entstehen Hotspots. Ein einziger Hotspot reicht bereits aus, um die Empfindlichkeit des Sensors zu beeinträchtigen – das wäre pure Verschwendung.
Ausrüstung und Daten
Wir verwenden spezielle Connector sowie beschichtetes Quarzmaterial, um die Wellenlänge genau einzustellen. Kurzwelliges Infrarot dringt tief in das Material ein, während Langwellen nur die Oberfläche erwärmen. Um dieses System „intelligent“ zu gestalten, verbinden wir die Lampen mit PID-Reglern sowie mit Thermoelementen, die in Echtzeit Daten liefern. Dadurch weiß das System genau, wie sich der Prozess entwickelt. So muss man nicht mehr herausfinden, warum Charge A funktioniert und Charge B nicht.
Kompromisse
Es gibt aber auch Nachteile. Infrarotsysteme sind zwar großartig, um Platz zu sparen und die Bearbeitungszeiten zu verkürzen – doch sie erzeugen auch jede Menge Abwärme. Wenn die Heiz- und Kühlanlagen nicht ausreichen, entstehen Probleme. Die Umgebungstemperatur kann dazu führen, dass die Sensoren ihre Funktion verlieren. Zudem können die Buchsen überhitzen, wodurch die Lampen viel schneller ausgehen als gewollt.
Es handelt sich dabei um ein leistungsfähiges System – vorausgesetzt, man hält die Temperaturen unter Kontrolle.