Het behouden van de juiste temperatuur bij de productie van biosensors
Als je ooit met biosensors hebt gewerkt, weet je hoe gevoelig ze zijn. Eén verkeerde actie met hitte kan ertoe leiden dat het substraat vervormt of dat de chemicaliën niet meer werken. Het is een nachtmerrie.
Daarom geven we die ouderwetse convectiestovens op. Ze zijn te langzaam en te onnauwkeurig. In plaats daarvan maken we gebruik van infraroodsystemen. Het voordeel van infrarood is dat het de te behandelen materialen rechtstreeks bereikt. Je verspilt geen tijd door de hele ruimte op te warmen, alleen maar om één klein wafeltje op te warmen.
Waarom infrarood werkt
In een moderne fabriek is gokken gevaarlijk. Je hebt eerlijke gegevens nodig.
Als je infraroodlampen gebruikt, kun je de stroomsterkte rechtstreeks koppelen aan sensoren op het oppervlak. Hierdoor kun je in real-time zien hoeveel thermische energie het wafeltje opneemt. Hierdoor hoef je niet meer te gokken.
Afhankelijk van wat je wilt maken, gebruiken we kortegolf- of middengolfinfrarood. Kortegolfinfrarood is snel: het bereikt het oppervlak onmiddellijk. Dit is ideaal voor het deposteren van dunne lagen. Als je het proces te langzaam uitvoert, wordt de gevoeligheid van de sensor verminderd, nog voordat je klaar bent met het proces.
De hardwareproblemen
Je kunt geen enkele lamp zomaar in het apparaat stoppen en denken dat het goed is. Deze apparaten produceren veel warmte.
Als je koelsysteem niet sterk genoeg is om deze warmte weg te halen, krijg je te maken met thermische afwijkingen. En dat is slecht. Het verstoort de nauwkeurigheid van de sensoren. De eerste sensor in de batch werkt misschien goed, maar de laatste sensor niet.
Om dit op te lossen, gebruiken we kwartsomhullingen met speciale coatings. Dit helpt om de golflengte zo in te stellen dat de energie zich precies waar het nodig is bevindt, in plaats van van het oppervlak af te springen.
Het op schaal toepassen
In een slimme fabriek betekent het combineren van alle onderdelen meestal dat je controllers gebruikt die Modbus of EtherCAT gebruiken. Dit geeft je een digitale weergave van de temperatuur. Dat is een grote opluchting. Als een lamp begint te dimmen of uitvalt, signaleert het systeem dit onmiddellijk. Je weet dus van tevoren of je een hele batch kostbare sensoren moet weggooien. Dit maakt van een manuele, stressvolle controle een gewoon datapunt op het scherm.