［熱のミクロン加工］

熱のミクロン加工とは?

　目に見えない熱を把握するのは、容易なことではありません。下は、温度の違いを目に見えるようにすることができる、サーモグラフィーを使用して、家庭用のホットプレートを測定したものです。 高温部が赤く、低温部が青く 見えます。
　熱伝導が良いアルミで鋳込んだホットプレートでも、温度はかなり違い、ヒーターの発熱している部分が、くっきりと見えています。

通電 1分後	3分後	5分後	10分後

　この上で食品を焼くと、赤い部分が良く焼け、全体を均一な焼き加減にすることは難しいことがわかります。
次の例は、半導体製造工程などで使用される熱板です。同様に、サーモグラフィーで測定した結果です。

	200℃に設定した、カートリッジヒーターを使用した熱板（ホットプレート）です。中央部の温度が高く、端が低くなります。 　この熱板を使用して作られた製品が、温度の違いによって、特性が異なってしまうのは明らかです。
	上の熱板を均一な温度とするために、熱解析によって、カートリッジヒーターを設計した結果です。熱板の広い範囲で、均一な温度になっています。 　温度の違いによって、製品の特性が異なることはありません。

　各種ハイテク産業では、温度を自由にコントロールしたいという、熱管理へのきびしい要求があります。製品の高性能化、品質・歩留まり向上のためには、熱のミクロ的な解析が不可欠です。 完璧な温度コントロールをし、熱を自在に操ることが重要です。当社では、このテーマを「熱のミクロン加工」と呼び、取り組んできました。 　

［熱のミクロン加工］

関連製品群

各種熱板

［熱のミクロン加工］

実施例-1

　600℃の均熱熱板

　新素材開発のための熱処理に、鋳込みヒーターを使用していたが、次の問題があった。

• 大気中で使用されるので、表面の酸化があり、500℃以上の温度に上げることができなかった。
• 表面温度が均一ではないので、中央付近（半分程度の面積）しか、使用できなかった。
• 鋳物が熱変形し、使用時間とともに、平坦度が低下した。

　そこで、熱解析を行ない、特殊設計により ステンレス製の熱板を製作した。 　

　 特徴は

• 大気中での、 600℃の使用で、プレート表面の90%の面積を±5℃以内に維持。
• 700mm x 500mmの大型。
• プレート面の平坦度は、使用中であっても、0.5mm以下。

実施例-2

　アルミ加熱冷却熱板

　次世代ディスプレーの製造工程に使用される熱板に、現在主流の液晶ディスプレー製造に使用されている熱板よりきびしい要求があった。
　

特徴は

• アルミプレートでは限界の、 450℃で使用できる。
• 加熱と冷却を、短い時間で行なうことができる。
• 製造設備内で、熱板自体を大きく駆動することができる。

実施例-3

　セラミック製均熱熱板

　半導体関連の製造設備で、金属ではなく、セラミックス製のプレートを均一に加熱する必要があった。しかし、ヒーターからセラミックスプレートへ、熱を伝えることが難しく、実用になるものがなかった。そのため、短寿命のものを交換しながら使っていた。

　セラミックプレートの熱的・機械的特性を検討し、連続使用できる熱板を製作した。
　

温度センサーで、　　　　　　 表面温度測定中のセラミックス熱板

特徴は

• 熱膨張の異なる、セラミックスと金属を複合させた構造でも、平坦度を維持できる。
• 真空雰囲気で使用できる、電源取出し構造。