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Balluff STM „Zum Genrebegriff der Optosensorik werden“

| Autor: Karin Pfeiffer
STM-Gründer Edgar Melzner prägt auch nach der Übernahme durch Balluff als Leiter Business Devopment noch die Innovationsstrategie mit.
STM-Gründer Edgar Melzner prägt auch nach der Übernahme durch Balluff als Leiter Business Devopment noch die Innovationsstrategie mit.
(Bild: Karin Pfeiffer)

Sie agieren mit einer einzigartigen Technologie in der Medizintechnik. Welche Trends beobachten Sie in diesem Markt?

Wir bewegen uns mit unseren Optosensoren im wichtigen Markt der medizinischen Messtechnik, und da sehen wir einen ganz großen Trend hin zur Miniaturisierung. Das bemerken wir heute in Anwendungen von der Analysetechnik über Laborautomatisierung bis hin zu Lab on a Chip – einem mikrofluiden System, welches die gesamte Funktionalität eines makroskopischen Labors auf einem plastikkartengroßen Substrat unterbringt. Da werden etwa Probengrößen immer kleiner, um die Prozesse immer schneller zu machen. Das spart auch Reagenzien und damit Kosten.

Lässt sich das auch auf andere Industrien übertragen?

Ja, grundsätzlich überall dort, wo Reduktion der Baugröße bei gleichzeitiger Präzision gefordert ist, in kleinen Einbauräumen also oder auch an bewegten Maschinenteilen wie Robotergreifern und in jeder Form von Handling-Maschinen. Unsere Optosensoren sind beispielsweise auch im Umweltbereich hilfreich, wo Fluoreszenzverfahren verwendet werden, um eine chemische Reaktion zu messen. Etwa, wenn es darum geht, in winzig kleinen Proben die Wasserqualität prüfen etwa - Standardkomponenten können das nicht. Da braucht man Komponenten dieser Miniatur-Größe und natürlich auch Präzision. Je kleiner die Detektion, desto mehr spielt so eine Sensorik wie unsere Micromote eine Rolle.

Was steckt hinter Ihrer Erfindung Micromote, die weltweit als einzigartig gilt?

Micromote sind Optosensoren mit separater Auswerteelektronik und einer großen optischen Leistung auf allerkleinstem Raum – im Kern zwei Halbleiter-Chips und mit Optik versehen. Im Prinzip sind es LEDs und Fototransistoren, die durch ein Spezialverfahren zur Optoelektronik werden, die in den Sensorkopf integriert ist. Dadurch gibt es keine Verluste, wie sie bei Faseroptiken beim Entkoppeln des Lichts auftreten. Die Signalübertragung zum Sensorkopf erfolgt rein elektrisch.

Das funktioniert mit besonders miniaturisierten LEDs, Fotodioden und Fototransistoren. Als wir diese Art LED-Chips vor rund 30 Jahren entwickelten, gab es nur Faseroptik. Und LEDs hatten noch lausige optische Eigenschaften. Wir haben es geschafft, die LED-Chips mit einer einzigartigen Miniatur-Optik auszurüsten und verfügen mit dieser Technologie heute immer noch weltweit über ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal.

Warum hat es kein anderer geschafft, LEDs zu miniaturisierten Optosensoren zu entwickeln?

LEDs sind immer noch konfektionierte Bauelemente, die nicht von Sensor-, sondern Halbleiterhersteller gebaut und angeboten werden. Wir haben erkannt, dass in LEDs mehr steckt und jahrelang daran gearbeitet, sie weiter zu miniaturisieren und dafür auch ein patentiertes Fertigungsverfahren entwickelt.

Was ist der Clou dieses Fertigungsverfahrens?

Die klassische Herstellungsmethode von solchen LEDs ist ein abformendes Verfahren. Wir haben natürlich auch ein Substrat, einen Träger, Halbleiter, Chip – aber wir gießen da eine Linse drauf. Das Verfahren ist Form-frei. Ein Tropfen aus Epoxidharz wird in flüssiger Form aufgebracht und baut sich als Linse auf durch die Oberflächenspannung. Ganz vereinfacht: Die Größe dieses Tropfens entscheidet über die Form der Linse. Mit der Veränderung von ein paar Parametern am Fertigungsautomaten können wir so innerhalb der physikalischen Grenzen jede beliebige LED herstellen, was Größe und optische Eigenschaften betrifft.

Um sie für den kompletten Bereich der industriellen Anwendung zugänglich zu machen, haben wir auch ein modulares Baukastensystem aufgebaut. Verfügbar sind beispielsweise Lichttaster, Einweglichtschranken, hochvakuumtaugliche Sensoren, Gabelsensoren, aber auch Präzisionsschlauchsensoren. Individuelle Lösungen lassen sich auf diese Weise binnen wenigen Wochen realisieren. Das nutzen inzwischen nicht nur Kunden aus der Medizintechnik.

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Über den Autor

 Karin Pfeiffer

Karin Pfeiffer

Journalistin