Warum wir Infrarotlicht für die Aushärtung von Biosensoren verwenden
Beim Herstellen von Biosensoren muss man ein schwieriges Gleichgewicht wahren. Man muss die Klebstoffe und Polymere aushärten – doch wenn man zu viel Hitze verwendet, werden die biologischen Reagenzien zerstört. Es handelt sich dabei um ein äußerst empfindliches Gleichgewicht.
Deshalb verwenden wir Infrarotlampen. Anstatt einen ganzen Raum zu erwärmen, senden die IR-Lampen die Energie direkt auf das Substrat. Es handelt sich dabei um Strahlung – keine Konvektion. Man verschwendet keine Zeit damit, einen riesigen Raum zu erhitzen; man heizt nur die Stellen auf, die tatsächlich Wärme benötigen.
Eine sauberere Art der Aushärtung
Denken Sie an die alten Heizöfen mit gezwungener Luftzirkulation. Das sind im Grunde riesige Heizgeräte, die enorme Mengen an Luft bewegen. Das ist langsam, teuer – und man muss oft chemische Katalysatoren oder bleihaltige Stabilisatoren verwenden, damit die Materialien bei niedrigeren Temperaturen aushärten können.
IR-Lampen funktionieren anders: Sie beeinflussen die molekularen Schwingungen des Materials selbst. Keine VOCs, keine schädlichen Stabilisatoren. Und da man nicht eine Stunde warten muss, bis der Ofen die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird auch der CO2-Ausstoß reduziert. Es ist einfach… sauberer.
Der Kompromiss: Geschwindigkeit gegen Präzision
Für unsere Biosensoren verwenden wir in der Regel Kurzwellen-Infrarotlicht. Die Heizleistung ist enorm hoch – dadurch kann man den Gesamtenergieverbrauch senken und verhindern, dass die bioaktiven Schichten beschädigt werden.
Aber es gibt einen Haken: Aufgrund der hohen Leistung muss man die Zeit genau einhalten. Wenn man ein paar Sekunden falsch abschätzt, ist bereits eine ganze Charge an Sensoren ruiniert. Man kann das nicht einfach „im Auge“ machen – man braucht einen präzisen Steuerungscomputer, um die Lampen zu steuern. Andernfalls riskiert man, dass die Qualität der Produkte leidet.
Einbau in die Produktionsanlage
Wir haben diese Systeme so konzipiert, dass sie als Ersatz für die alten, unflexiblen Konvektionsöfen dienen können. Da IR-Lampen nicht viel Platz beanspruchen, kann man mehr Aushärtungsschritte in einer kürzeren Anlage unterbringen.
Wir verwenden Quarzkammern, damit keine Verunreinigungen in den Reinraum gelangen. Zudem gibt es ohne Ventilatoren und Luftstrommechanismen deutlich weniger Stellen, an denen etwas kaputtgehen kann.
Die einzige wirkliche Herausforderung besteht darin, die Quarzröhren sauber zu halten. Wenn sich Staub ansammelt, entstehen Hotspots – und Hotspots führen dazu, dass das Glas spröde wird. Halten Sie die Röhren sauber, dann funktionieren sie weiterhin einwandfrei.