燃料電池の触媒層は、薄くて導電性があり、かつ熱に敏感です。どこか一点で過度な加熱が起きたり、加熱のスピードが遅くなったりすると、触媒の形状が変化してしまいます。その結果、接触抵抗が上昇し、燃料電池の性能が低下します。したがって、リソグラフィー処理のように、再現性があり、均一で、クリーンな乾燥処理が必要です。
技術的に重要な点
私たちは、触媒インクやバインダーの吸収特性に合わせて調整された近赤外線を利用して触媒乾燥装置を開発しました。その結果、基板を過度に加熱することなく、迅速かつ均一に加熱できます。ウェーハ全体の温度のばらつきは±0.1℃以内であり、バッチ間の設定値の再現性は±0.5℃です。エミッターは石英-ハロゲン方式を採用しており、フィラメントの制御が厳格に行われているため、5,000時間以上使用しても出力の低下は5％未満です。このシステムはクリーンルームクラス1～100に適しており、各加熱ゾーンはプロセスインターフェースで粒子が発生しないように設計されています。
実際になぜ効果的か
燃料電池の製造では、触媒は薄い基板や金属製の二極板の上に配置されており、そこでは熱容量が異なり、変形のリスクもあります。近赤外線を利用することで、装置自体ではなく触媒を直接加熱するため、処理時間が短縮されます。これにより、乾燥速度が向上し、熱負荷が減少し、孔構造や触媒の分布をより精密に制御できます。ソフトベイクやハードベイク時にフォトレジストの状態を安定させるのと同じ精度で、触媒の活性を維持できます。予測可能な加熱パターン、制御された保持時間、そして一貫した品質が実現されます。ランプが目的の領域のみを加熱するため、エネルギー消費量が削減され、また、ドライバーが24時間365日の運転をサポートし、適切なウォームアップやクーリングが行われるため、稼働時間が延びます。
注意すべき詳細事項
近赤外線乾燥は直線的な光の伝播を利用するため、装置の形状や位置の一貫性が重要です。影の影響を考慮し、基板がエミッターから一定の距離を保つようにしてください。ランプの出力は電圧の安定性に敏感です。供給電圧を±1％の範囲で制御することで、最も良好な均一性が得られます。設置は簡単ですが、周辺部品への熱負荷や排気経路の確保も考慮する必要があります。プラットフォームに合わせてコネクタやサイズを指定し、計画されたメンテナンス期間内に交換作業を行えるようにしましょう。