Die Herstellung von Biosensoren durch Infrarotheizung – etwas umweltfreundlicher Die Herstellung von Biosensoren besteht im Grunde aus zwei Schritten: Das Substrat muss getrocknet werden und anschließend mit Wärme gehärtet werden. Seit Jahren wird dazu ein Konvektionsofen verwendet. Doch ehrlich gesagt: Es ist eine enorme Energieverschwendung, einen ganzen Raum zu erhitzen, nur um eine kleine Waferplatte aufzuwärmen. Deshalb haben wir auf gezielte Infrarotlampen umgestellt. Anstatt den ganzen Raum zu heizen, wird die Wärme genau dort bereitgestellt, wo sie benötigt wird. Einfach, oder? Dadurch wird der Energieverbrauch der gesamten Produktionslinie erheblich reduziert. Die Temperatur genau kontrollieren – ohne Wartezeiten Wenn man mit Halbleitern arbeitet, kann man nicht einfach improvisieren, was die Temperatur angeht. Es ist notwendig, die Temperatur präzise zu steuern – doch man darf sie auch nicht überschreiten. Infrarotlampen sind ideal, denn die Energie gelangt direkt in die Materialien. Da man nicht darauf warten muss, dass die Luft um die Waferplatte erwärmt wird, verkürzt sich die Wartezeit von Stunden auf Sekunden. Das geht wirklich schnell. Außerdem werden pro Batch deutlich weniger Kilowattstunden verbraucht. So können mehr Sensoren hergestellt werden, ohne dass man die Elektrizitätsgesellschaft anrufen muss, um das Stromnetz zu erweitern. Die technischen Details der Installation Wir wählen die Lampen – kurzwellig oder mittelwellig – je nachdem, wie gut das Substrat Wärme aufnimmt. Für Biosensoren ist das entscheidend. Wenn die Wellenlänge richtig eingestellt ist, bleibt die Wärme dort, wo sie hingehört, und dringt nicht in die empfindlichen elektronischen Komponenten ein. Zudem verwenden wir Quarzkästen, damit alles sauber bleibt – was für die Arbeit in einem Reinraum unerlässlich ist. Aber hier kommt das Problem: Diese Lampen werden sehr heiß. Hochleistungs-Infrarotlampen erzeugen viel Wärme. Wenn das Gehäuse nicht richtig belüftet wird oder die Lüfter nicht mitkommen, können die Sensoren beeinträchtigt werden. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem – man muss die Leistung der Lampen so einstellen, dass die überschüssige Wärme abgeführt werden kann, damit der Prozess stabil bleibt. Eine einfachere Möglichkeit, um umweltfreundlicher zu arbeiten Der Vorteil bei der Verwendung von Infrarotlampen ist die „Just-in-Time“-Heizung. Durch die Verbindung der Lampen mit einem PID-Controller werden nur dann Energiemengen verbraucht, wenn tatsächlich eine Waferplatte in Position ist. So muss kein thermischer Tunnel den ganzen Tag über aktiv bleiben, nur weil es zu lange dauert, ihn aufzuwärmen. Es handelt sich dabei um einen einfachen Ersatz für die alten, unpraktischen Heizelemente. Dadurch kann eine Fabrik ihre Kohlenstoffziele erreichen, ohne den Boden umbauen oder den gesamten Arbeitsablauf neu gestalten zu müssen.