Die richtige Temperatur bei der Herstellung von Biosensoren erzielen
Bei der Herstellung von Biosensoren sind die Aushärte- und Trocknungsprozesse oft die Stellen, an denen Probleme auftreten. Wenn man versucht, mit modernen „intelligenten“ Fertigungsanlagen zu arbeiten, stellt man schnell fest, dass die alten Konvektionsöfen einfach nicht ausreichen – sie sind schließlich viel zu langsam.
Deshalb nutzen wir Infrarot-Systeme. Anstatt die Luft zu erhitzen und auf das Beste zu hoffen, wird mit Infrarot-Energie direkt auf das Zielobjekt abgegeben. So wird die gewünschte Temperatur bereits in Sekundenschnelle erreicht. Zudem spart dies viel Platz.
Warum digitale Steuerung wichtig ist
Das Wichtigste ist: Das Heizsystem muss mit dem PLC kommunizieren können. Wir verwenden Infrarotlampen in Kombination mit PID-Reglern, damit die Ausgangstemperatur genau den Angaben in den Datenprotokollen entspricht.
In einer datengestützten Fertigung ist das größte Problem meist die sogenannte „thermische Verzögerung“ – also die Zeitverzögerung zwischen dem Moment, in dem man der Maschine sagt, sie soll sich erhitzen, und dem Moment, in dem das tatsächlich geschieht. Mit Infrarot-Technologie verschwindet diese Verzögerung fast vollständig. Man schaltet einfach einen Schalter um – und schon ist die gewünschte Temperatur erreicht. Das ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass jede gewonnene Wafer exakt wie die zehntausendste Wafer aussieht.
Hardware-Trade-offs
Je nachdem, aus welchem Material das Substrat des Biosensors besteht, verwenden wir entweder Kurzwellen- oder Mittelwellenkristalle. Um die Fertigungszeiten zu verkürzen, braucht man viel Leistung in einem kleinen Raum. Doch hier gibt es ein Problem: Wenn so viel Energie in einen kleinen Raum geleitet wird, entsteht ein ernsthaftes Überhitzungsproblem. Wenn man diese Lampen ständig zu 100 % betreibt, müssen Gehäuse und Verkabelungen besonders robust sein. Andernfalls drohen die Anschlüsse zu schmelzen.
Integration in die Fertigungsanlage
Wir nutzen modulare Verkabelungssysteme – schließlich möchte niemand einen ganzen Tag damit verbringen, eine Maschine neu kalibrieren zu müssen, nur weil eine Glühbirne ausgefallen ist. Wir verwenden standardisierte Anschlüsse – sodass man bei Ausfall einer Lampe einfach diese ersetzen kann. Da die Infrarot-Erzeugung mit dem zentralen Überwachungssystem verbunden ist, kann man genau sehen, wie viel Energie pro Sensor verbraucht wird. Das gibt einen genauen Überblick über die thermischen Kosten jedes Sensors.