Hören Sie auf, auf den Ofen zu warten – Warum Infrarotstrahler in Bio-Sensoren sinnvoll sind
Wenn Sie bereits Zeit in einem Bio-Sensor-Labor verbracht haben, kennen Sie das Problem: Man muss auf die thermische Aushärtung oder Entwässerung warten – und meistens werden dabei alte Heißluftöfen verwendet.
Das Problem ist: Die gezwungene Konvektion ist langsam. Im Grunde wird nur eine riesige Luftblase erwärmt, in der Hoffnung, dass diese Luft schließlich auch das Sensormaterial erwärmt. Das ist ein Engpass – und außerdem eine Verschwendung von Zeit.
Der Weg um den Mittelsmann herum
Deshalb kommen Infrarotstrahler ins Spiel. Anstelle von Luft wird hier elektromagnetische Strahlung verwendet, um direkt auf das Sensormaterial einzuwirken. Die Energie dringt außerdem tief in das Material ein.
In der Halbleiterfertigung bedeutet das einen enormen Vorteil – Prozesse, die früher 20 Minuten in einem Konvektionsofen dauerten, können nun in etwa 120 Sekunden abgeschlossen werden. Das ist wirklich schnell – und das verändert alles an der Arbeitsabläufe.
Die Nachteile (denn es gibt immer welche)
Ich sage nicht, dass Infrarotstrahler ein Wundermittel sind. Man muss vorsichtig sein. Diese Lampen liefern eine hohe Leistung – doch wenn man die Leistung zu hoch einstellt oder die Lampen zu nahe an das Sensormaterial bringt, entstehen „heiße Punkte“. Ein Fehler kann dazu führen, dass die Kalibrierung des Sensors verschädigt wird.
Man kann einfach nicht improvisieren – man benötigt einen präzisen PID-Controller sowie ein Kühlsystem für den Lampenkasten. Andernfalls könnte das Gehäuse der Maschine beschädigt werden.
Warum das wichtig ist für den Platzbedarf
Für Ingenieure, die ihre Produktionskapazitäten erweitern wollen, ist der eigentliche Vorteil der geringere Platzbedarf. Man kann den riesigen, unhandlichen Konvektionsofen durch einen kompakten Infrarottunnel ersetzen. Plötzlich hat man wieder Platz im Reinraum.
Damit wechselt man von einer Prozessweise, bei der man auf die Fertigstellung einer ganzen Charge warten muss, zu einer kontinuierlichen Produktion. Zudem muss man sich nicht mehr mit thermischen Verzögerungen herumschlagen – man kann die Temperaturen sofort anpassen, ohne darauf warten zu müssen, bis sich die Luft im Raum stabilisiert hat. Das macht alles viel reaktionsfähiger.