半導体装置における熱の拡散対策
もし、半導体製造装置で高出力のIRエミッタを使用したことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。常に余分な熱と戦わなければなりません。
熱を封じ込める手段がないため、熱はどこにでも漏れ出してしまいます。それは大変な問題です。エネルギーが無駄になるだけでなく、装置の筐体が過度に高温になり、作業員が怪我をしたり、内部部品が損傷したりする可能性もあります。
だからこそ、セラミック製のエンドキャップを使用するのです。これによって、熱を本来あるべき方向に向けることができます。
熱を一方向に誘導する
通常の石英管は、熱をあらゆる方向に放出します。360度全方位に放射されます。狭いスペースで装置を使う場合、これは大きな問題です。
高純度のセラミック製エンドキャップを取り付けることで、熱の漏れを防ぐことができます。セラミックが障壁として機能し、エネルギーがランプホルダーや装置のフレームに吸収されるのを防ぎ、直接対象となる基板に伝わります。
材料について
私たちはアルミナ系のセラミックを使用しています。なぜかというと、この材料は大きな熱衝撃に耐えられるからです。
ここでは妥協は許されません。安価なプラスチックや低品質な複合材では、ランプが最大出力になった瞬間に溶けたり燃えたりしてしまいます。競争にすらなりません。
しかし、隙間は適切でなければなりません。微妙なバランスが必要です。隙間が広すぎると、熱が漏れ出し、配線に危険な熱点ができてしまいます。逆に、隙間が狭すぎると、熱によって石英管が破壊される可能性があります。私たちは、ランプがオンオフする間もエンドキャップがしっかりと固定されるように、細かく調整しています。
実際に使用する場合
このエンドキャップを取り付けることで、単なるヒーターが高精度なツールに変わります。熱の分布がずっと良くなり、外部の壁面の温度も作業員にとって危険なほど高くならないようになります。
ただし、エンドを塞ぐため、石英管の中心部分がより高温になります。電源がその抵抗の変化に対応できるか確認してください。電源の容量が不足していると、フィラメントが壊れてしまう可能性があります。