半導体装置の内部を加熱しつつ、装置自体が壊れないようにするにはどうすればいいのでしょうか？
一度、半導体装置の内部を加熱しようとしたら、思わず装置全体がオーブンのようになってしまったという経験はありませんか？これは典型的なエンジニアリング上の悩みです。
問題は、一般的な対流式ヒーターでは空気だけが温められるという点です。その熱い空気は周囲を循環し、触れることのできるあらゆる表面に当たります。そうすると、装置の表面に高温箇所ができ、作業員の手を火傷させたり、さらに悪いことに、精密な電子部品の機能を損なったりすることもあります。
解決策は、空気を温めるのをやめることです。
代わりに、短波赤外線ランプを使用します。これは、寒い日に太陽の光が肌に当たるのと同じです。周囲の空気は依然として冷たいままですが、エネルギーが直線的に伝わるため、熱を感じることができます。
赤外線ランプを直接被加熱物に向けることで、エネルギーは実際に目標物に当たった時にのみ熱に変わります。周囲の空気や装置の壁は影響を受けません。
クリーンルームでこの方式を利用する場合、通常は石英ハロゲン素子を使います。これらは数秒で目標温度に到達するため、待つ必要がありません。
しかし、単純に電球を置くだけではダメです。放物面反射器が必要です。これにより、光が集中して目標物に当たり、装置の外側に散らばることがありません。これは懐中電灯とレーザーの違いに似ています。内部が灼熱状態でも、外側のケースは触っても冷たく保たれます。
ただし、注意点があります。
これらのランプは、ごく小さな範囲に大量の熱を放出します。装置の壁は冷たく残りますが、ランプ自体はひどく熱くなります。
安価な配線を使えば、問題が起こります。高耐熱性の配線を使い、十分な換気を行って余分な熱を排出する必要があります。そうしなければ、すぐにソケットが壊れてしまいます。
また、ワット数を過剰に設定してはいけません。「多ければ多いほど良い」と思っても意味がありません。反射器に合わない強力すぎるランプを使うと、余計な放射線が四方八方に漏れ出してしまいます。それでは意味がありません。ランプの長さとワット数を、被加熱物の大きさに合わせることが重要です。