적절한 열 관리 방법을 찾아서
디지털화된 제조 환경을 구축할 때는 소프트웨어에만 집중하기 쉽습니다. 하지만 중요한 것은, 하드웨어가 과열되면 그 모든 데이터도 아무런 소용이 없다는 점입니다. 따라서 가장 먼저 고려해야 할 것은 바로 열 관리 방법입니다.
우리의 반도체 생산 시스템에서는 테플론(PTFE)으로 된 절연선과 고출력 적외선 시스템을 사용합니다. 이 방식만이 하드웨어 고장으로 인해 전체 생산 공정이 중단되는 것을 막을 수 있습니다.
왜 테플론을 사용하는가?
반도체 환경에서 일반적인 PVC 선을 사용하면 금방 손상됩니다. 테플론은 260°C까지의 고온에도 녹거나 유해한 가스를 방출하지 않습니다. 스마트 팩토리에서는 센서들이 가열 요소와 매우 가까이 위치해 있기 때문에, 절연체가 손상되어서는 안 됩니다. 게다가 테플론은 웨이퍼 처리에 사용되는 부식성 세척제에도 견딜 수 있습니다. 이렇게 해서 전기 신호가 깨끗하고 안정적으로 전달될 수 있습니다.
적외선 시스템을 제대로 활용하는 방법
인더스트리 4.0으로 나아갈 때, 열 에너지를 활용하기 위해서는 적외선 시스템이 최적의 선택입니다. 기존의 대류식 히터와 달리, 적외선은 복사 방식을 사용하기 때문에 열을 정확히 필요한 곳에 전달할 수 있습니다. 화면을 통해 열 분포를 확인하고 실시간으로 출력을 조절할 수도 있습니다. 우리는 이러한 시스템들을 PLC 컨트롤러와 연동하여 자동으로 열 분포를 조절합니다. 단파 적외선을 사용하면 시스템이 빠르게 가열되므로, 주변 부품들이 불필요한 열에 영향을 받지 않습니다.
엔지니어링의 현실
완벽한 것은 없습니다. 고밀도 적외선 배열은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 만약 냉각 시스템이 그러한 열을 감당할 수 없다면, 시스템이 작동을 멈추게 됩니다. 또한 테플론은 튼튼하지만 실리콘보다는 더 단단합니다. 따라서 좁은 공간에 선을 굽히면 안 됩니다. 제어 캐비닛 내에서 충분한 곡률 반경을 확보해 주어야 합니다. 그렇지 않으면 선에 스트레스가 가해져 파손될 수 있습니다. 또한 케이블 관리도 중요합니다. 선이 열로 인해 팽창하고 수축할 때 히터 프레임에 마찰이 생기면 결국 선이 손상됩니다. 깔끔하게 관리해 주면 오랫동안 사용할 수 있습니다.