Warum Infrarot den Heißluftverfahren bei Biosensoren überlegen ist
Bei der Herstellung von Biosensoren ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Aushärtungs- und Entwässerungsprozesse richtig ablaufen. Viele Unternehmen verwenden immer noch Heißluftverfahren – im Grunde handelt es sich dabei um große Öfen, die heiße Luft in die Umgebung blasen. Doch wer schon einmal darauf warten musste, bis eine Maschine die richtige Temperatur erreicht hat, weiß genau, wo das Problem liegt: Es dauert einfach zu lange.
Das Problem liegt darin, wie die Wärme tatsächlich übertragen wird.
Bei Heißluftverfahren muss man auf den richtigen Zeitpunkt warten. Zuerst muss die Luft erhitzt werden, anschließend muss diese Luft das Substrat erwärmen. Das ist ein langsamer Prozess – die Wartezeit verschwendet viel Zeit.
Infrarotlampen funktionieren anders. Sie kümmern sich nicht um die Luft – sie senden stattdessen elektromagnetische Strahlung direkt in das Sensormaterial. Wir verwenden meist Kurzwellen- oder Mittelwellen-Infrarotstrahlen. Da die Energie sofort am Ziel ankommt, entfällt die lästige Aufwärmphase.
Die Bearbeitungszeit verkürzt sich dadurch von Minuten auf Sekunden – das ist ein riesiger Unterschied.
Außerdem spielt die Platzierung eine Rolle.
Heißluftöfen sind sehr groß – sie nehmen die Hälfte des Raumes ein, da man einen großen Raum benötigt, um die Temperatur konstant zu halten. Infrarotlampen hingegen sind klein – man kann sie einfach in den Transportweg integrieren, was viel Platz im Labor freisetzt.
Zudem hat man mit Infrarotlampen mehr Kontrolle. Man kann die genaue Länge und Leistung der Lampen wählen, um ein bestimmtes Temperaturprofil zu erzielen. Man muss sich keine Sorgen mehr machen, dass die Ränder des Biosensors beschädigt werden, während der Mittelteil noch angehärtet werden muss.
Aber es ist nicht alles perfekt. Es gibt Kompromisse.
Infrarot ist zwar schnell, aber auch aggressiv. Da die Wärmeintensität sehr hoch ist, kann die Oberfläche beschädigt werden, wenn die Geschwindigkeit des Transportsystems auch nur etwas falsch eingestellt ist. Ein Konvektionsofen fungiert wie eine Pufferzone – Infrarot hingegen leitet die gesamte Energie direkt in das Material.
Wenn man von Heißluftverfahren auf Infrarotverfahren wechselt, kann man nicht einfach einen Schalter umlegen. Man muss die Steuerlogik anpassen und vermutlich auch den Kühlvorgang überdenken, um mit dem plötzlichen Temperaturanstieg umzugehen. Man muss die Sensoren sowie die Fördergeschwindigkeit genau einstellen – sonst entstehen viele beschädigte Substrate.