なぜスマートファブでは赤外線を採用するのか
インダストリー4.0向けのスマートファブを構築する際、まず最初にやるべきことは、古い方式の対流式ヒーターを使わないことです。そうしたヒーターはもはや役に立ちません。私たちは熱エネルギーを供給するために赤外線システムを採用しています。なぜなら、空気の流れに頼らずに熱を伝えられるからです。クリーンルームにおいては、これは大きな利点です。つまり、空気の乱流が起きず、不必要な場所に粒子が舞い上がることもありません。
ヒーターに「知能」を与える
ほとんどの従来型ヒーターは、単なる抵抗体に過ぎません。反応が遅いのです。しかし、デジタル化された生産ラインでは、即座に反応できる装置が必要です。私たちはPLCコントローラーに直接接続され、即座に反応するセンサーを備えた赤外線システムを使用しています。
短波長の赤外線を使用するため、熱の伝達はほぼ瞬時に行われます。温度を数秒で上げたり下げたりできます。本当に速いのです。そして、それがデータ駆動型の生産プロセスと上手く機能する理由です。生産速度が変わっても、ヒーターはその速度に合わせて動作します。遅延はありません。
スペースを節約できる
最も良い点の1つは、高密度性です。赤外線を利用すれば、狭いスペースに多くの熱を供給できます。ウェハーや基板がある場所に正確に熱を送り込むことができるので、機械のサイズを大幅に小さくできます。結果として、クリーンルーム内により多くの機器を収容でき、機器同士が衝突する心配もありません。
課題：電力と熱
もちろん、すべてが完璧というわけではありません。高密度の赤外線を使用すると、電気系統に大きな負担がかかります。もし、生産時間を数秒短縮するために最大出力を追求すると、制御キャビネットが非常に高温になってしまいます。冷却システムを適切に設計しなければ、部品が早期に故障してしまいます。これはトレードオフですが、管理可能な範囲です。
なぜ赤外線を使うのか？
結局のところ、私たちが赤外線を好む理由は、非接触式であるからです。触れない限り、汚染の心配もありません。それだけです。
さらに、赤外線はデジタルツインとも相性が良いです。赤外線の放射は予測可能な物理法則に従うので、配線に手を触れる前に熱の分布を把握できます。これにより、試運転段階での推測が不要になります。電源を入れる前から、正常に動作するかどうかがわかります。