Reduzierung des Kohlenstoffverbrauchs bei der Herstellung von Biosensoren durch Infrarotheizung
Bei der Herstellung von Biosensoren muss man in der Regel lange warten, bis die Materialien getrocknet und ausgehärtet sind. Früher wurde dazu oft ein großer Konvektionsofen verwendet. Doch ehrlich gesagt: Es ist eine Verschwendung von Energie, einen ganzen Ofen zu heizen, nur um einen winzigen Sensor zu erwärmen.
Deshalb haben wir auf Infrarotlampen umgestellt.
Warum wir keine Öfen mehr verwenden
Wenn man mit molekularen Schichten arbeitet, braucht man Wärme – aber genau dort, wo das Material sich befindet. Infrarotlampen liefern die notwendige Wärme direkt auf das Substrat. Dadurch wird keine Energie verschwendet, indem man die Wände der Kammer oder die Luft um das Bauteil herum erhitzt. Es ist einfach effizienter. Zudem ist die Aufwärmzeit nahezu sofortig. Man muss seine Produktionslinie nicht stundenlang stillstehen lassen, während der Ofen langsam auf Temperatur kommt. Es geht wirklich schnell – und dadurch wird auch die Energiennutzung pro Wafer reduziert.
Die Komponenten, die das möglich machen
Wir nutzen Kurzwellenquarzhalogenlampen. Der „Kurzwellen“-Aspekt ist wichtig, denn dadurch kann die Wärme tiefer in das Biosensormaterial vordringen. So wird das Material vollständig ausgehärtet, ohne dass die Oberfläche beschädigt wird. Um sicherzustellen, dass keine Energie verschwendet wird, verwenden wir goldbeschichtete Reflektoren. Diese leiten die Wärme gezielt zum gewünschten Ort und verhindern, dass der Rest des Reinraums zu einer Sauna wird.
Ein Hinweis: Achten Sie auf die Leistungsdichte. Wenn Sie Lampen mit einer Leistung von 2 kW oder mehr verwenden, werden Ihre Elektrikpaneele stark belastet. Stellen Sie sicher, dass Ihre Verkabelung die entsprechende Strombelastung aushalten kann – sonst kommt es zu Spannungsabfällen, die die Ergebnisse beeinträchtigen können.
Der Vorteil in der Praxis
Der größte Vorteil ist die Ersparnis an Platz. Anstelle dieser riesigen, energieintensiven Trocknungstunnel können die Lampen einfach in das Fördersystem integriert werden. Doch hier gibt es einen Haken: Infrarotstrahlen sind gerichtet. Es ist wie bei einer Taschenlampe – wenn man ein paar Millimeter falsch ausrichtet, entstehen kühle Stellen am Sensor. Man kann die Einrichtung also nicht einfach so hinbekommen. Man benötigt einen festen Halter, damit der Fokuspunkt stabil bleibt.
Sobald alles richtig eingestellt ist, kann man eine deutliche Reduzierung der Stromrechnung feststellen.