半導体用グローブボックス内での熱処理について
問題は、グローブボックス内の物体を加熱しようとすると、対流が最大の障害となることです。
通常の抵抗式ヒーターを使用すると、内部の空気全体が温まってしまいます。その結果、装置の外壁が巨大な放熱体として機能してしまいます。やがて、外殻が触れると火傷するほど熱くなってしまいます。これは作業員にとって危険な状況であり、また、電力の無駄遣いでもあります。部品だけを加熱したいのに、なぜ筐体全体を温める必要があるのでしょうか？
より良い熱伝達方法
私たちは、短波赤外線を利用するのが最善だと考えています。これは太陽光のようなものです。赤外線は空気を温めるのではなく、放射エネルギーを利用します。光子は直線的に移動し、実際に当たった部分だけを温めます。ランプの焦点を調整し、反射板を追加することで、エネルギーを正確に目的の場所に送ることができます。
最良な点は、空気や壁面はその特定の波長の光を吸収しないため、比較的冷たいままでいられることです。
適切な構造の設計
高出力を扱うために、石英で覆われたタングステンフィラメントを使用します。また、金やアルミニウム製の反射板を使って、熱が筐体外に漏れ出ないようにします。
ただし、ワット数は対象物の質量に合わせて調整する必要があります。ワット数が高ければ、温度上昇も速くなります。しかし、PID制御が適切に設定されていないと、設定値を超えてしまう可能性があります。
注意すべき点
設置は「一度設定すれば終わり」というわけにはいきません。正確さが求められます。数度程度の誤差があるだけでも、部品ではなくグローブボックスの壁面が温められてしまいます。それでは本来の目的が果たせません。
また、これらのランプは時間とともに劣化します。数千時間使用すると、スペクトルの出力が変化し、加熱速度がやや低下します。
私のアドバイスは、交換用の部品を容易に取り付けられるように、マウントブラケットをしっかりと設計することです。そうすれば、メンテナンスが簡単になり、停止時間も最小限に抑えられます。