Mehr Wärme genau dort, wo sie benötigt wird: Infrarotenergie für Biosensoren
Wer bereits Erfahrung im Herstellen von Biosensoren auf Wafern hat, kennt das Problem mit der thermischen Energie. Es geht dabei um Präzision. Das Problem ist jedoch: Herkömmliche Infrarotlampen sind nicht präzise genug. Ein großer Teil der Energie entweicht einfach nach hinten – dadurch wird Energie verschwendet und alles außer der Wafer erhitzt.
Wir haben beschlossen, dieses Problem zu lösen. Wir verwenden nun hochreine Goldbeschichtungen in den Reflektoren. Warum? Weil dadurch jede einzelne Wattstunde Energie genau dorthin geleitet wird, wo sie benötigt wird.
Warum Gold?
Es kommt darauf an, wie Gold mit dem Infrarotstrahlumfang umgeht. Aluminium ist zwar günstiger – doch bei den extrem hohen Temperaturen, die beim Herstellen von Sensoren erforderlich sind, reicht Aluminium nicht aus. Gold absorbiert die Wärme nicht, sondern reflektiert sie. Dadurch entsteht ein viel stärkerer Wärmefluss am Zielort – ohne dass die Spannung auf gefährliche Werte erhöht werden muss. Im Grunde verwandelt man so einen breiten Wärmestrahl in einen stark fokussierten Strahl. Dadurch bleibt die Heizzone klein und das Gehäuse wird nicht zu einem „Ofen“.
Über die thermische Belastung
Beim Auswählen dieser Lampen ist das eigentliche Geheimnis die Balance zwischen Leistung und Oberfläche. Diese Hochleistungs-Infrarotlampen erzeugen intensive, lokalisierte Wärme. Sie arbeiten sehr schnell – man erreicht die gewünschten Temperaturen bereits in Sekundenbruchteilen. Das ist besonders wichtig, wenn man mit empfindlichen Biomaterialien arbeitet, die keine längeren Belastungen ertragen können.
Aber Vorsicht: Die konzentrierte Energie setzt dem Kühlsystem viel zu. Wenn die Kühler nicht ausreichen, kann es zu Verformungen der Wafer oder zum Frühverschleiß der Lampen kommen.
In der Praxis
Das Beste daran ist, dass diese Lampen als Ersatz für die vorhandenen Infrarotlampen verwendet werden können. Es ist also nicht notwendig, die ganze Anlage neu aufzubauen. Der Schlüssel liegt in der Genauigkeit der Ausrichtung. Wenn die Lampe auch nur wenige Millimeter daneben ist, verliert die Goldbeschichtung ihre Wirkung. Deshalb bearbeiten wir die Reflektoren mit extrem hoher Präzision – damit die Energie genau auf der Wafer landet.
Es handelt sich dabei um eine einfache Änderung – doch sie senkt die Stromkosten und verkürzt die Trocknungszeiten erheblich.