サーモニックＥＮＧでは、独自の高温電気炉技術を活かしカーボン炉やマルチ雰囲気炉、メタル炉、塩素炉など様々な電気炉（加熱炉）を取り扱っております。
下記に掲載していない加熱炉もございますので、詳細は弊社までお問い合わせいただくか、Thermonik Co., Ltd.(Korea)のHPを確認してください。
メタル炉
メタル炉とは
メタル炉（オールメタル真空炉）は、炉内をモリブデン／タングステン等で構成し、炉材由来の汚染を抑えた高純度環境で熱処理を行う加熱炉です。
真空／不活性（N₂等）／還元（H₂等）に対応し、温度分布設計により再現性の高い焼成に適します。
メタル炉の原理
- 加熱方式：タングステンやモリブデン製のヒーターを通電加熱し、金属の高い熱伝導性で炉内に均一な温度分布を形成。
- 雰囲気制御：金属ヒーターは酸化しやすいため、真空または不活性ガス（N₂、Arなど）で運転。
- クリーン構造：セラミック断熱材を使用せず、全金属構造とすることで真空中でも発塵・ガス放出を最小化。
特徴
炉内をオールメタルで構成することで、断熱材等に起因する汚染を低減できる加熱炉です。
高真空／不活性（N₂等）／還元性（H₂等）雰囲気下で、最大1800℃の高温焼成に対応します。
- 高純度環境
- 炉内はモリブデン／タングステン等のオールメタル構成。
- グラファイトやアルミナ系炉材由来の不純物混入を抑え、高純度な炉内環境を実現します。
- 高精度温度制御
- 金属材料の高い熱伝導性とヒーター配置設計により、面内温度ムラを抑えたプロセス設計が可能です。反り・応力・特性ばらつきの低減に寄与します。
- 高真空・不活性・H2雰囲気対応※
- 真空・ガス系の構成をプロセスに合わせて最適化することで、真空〜不活性〜還元性雰囲気まで対応可能。酸化・窒化などのリスクを管理しながら熱処理できます。
※対応雰囲気・到達真空度は温度域、真空系構成、安全仕様により異なります。
用途
◆ 原理
- 炉内をMo/W等のオールメタル構成とすることで、グラファイト/アルミナ系炉材由来の粒子・蒸気の混入経路を低減します。
- 真空/不活性では、材料や治具から放出されるガスを排気しやすく、清浄性を高める設計が可能です。
真空度Pでは水蒸気分圧 𝑝H2Oは𝑝H2O≤Pのため、炉内水分は原理上この上限まで低減可能です（1気圧換算の目安）。
| 真空度 P (Pa) | 水分上限 (1気圧換算：ppbv) |
|---|---|
| 10-4 | ≤ 1 ppbv |
| 10-5 | ≤ 0.10 ppbv |
| 10-6 | ≤ 0.010 ppbv |
◆ 清浄性が重要な用途
- ガラス系基板材料（表面・界面の清浄性が重要な工程）
- 半導体パッケージ関連の前処理/脱ガス
- 金属/セラミックス/ガラスのろう付け・接合
- 高純度材料（粉末・酸化物・窒化物）の焼成/合成
◆ 原理
- 酸化/不要反応の進行は基本的に酸素分圧 pO₂や水分分圧 pH₂Oに依存します。
- 真空にすると「反応物（O₂/H₂O）の分圧」が下がり、酸化や副反応が起きにくくなります。
- 不活性雰囲気：酸化を抑え、熱履歴のみを与える（材料変質を避ける）
- 還元雰囲気（H₂等）：酸化膜の影響を抑えた焼成・接合プロセスに対応
残留ガスが空気成分に近いと仮定した場合、空気組成（O₂=21%）を仮定すると、酸素分圧は pO₂ ≈ 0.21×P（P：炉内全圧） と概算できます。
| 真空度 P (Pa) | 推定酸素分圧 pO₂ (Pa) | 大気圧換算 pO2 (atm) |
|---|---|---|
| 10-4 | 2.1×10-5 | 2.1×10-10 |
| 10-5 | 2.1×10-6 | 2.1×10-11 |
| 10-6 | 2.1×10-7 | 2.1×10-12 |
◆ 適用分野
酸化を避けたい熱処理、還元雰囲気下での焼成・ろう付け・接合、脱ガス／前処理などに適用できます。
- 金属/セラミックス/ガラスなどのろう付け
- 高純度材料（粉末・酸化物・窒化物）の焼成／合成
- メタライズ／めっき前処理（脱ガス・乾燥・表面安定化）
◆ 原理
- 金属は熱伝導が高く、さらにヒーター配置・遮熱構造（Mo/W）を設計できるため、温度分布を作り込めます。
- 大面積ワークでは「炉」だけでなく治具＋レシピ（昇温／均熱／冷却）が支配的となるため、装置・治具・運用条件を一体で最適化できる構成が重要です。
◆ 温度分布：評価・設計の考え方
- 設計要素：ヒーター形状・配置、遮熱構造（Mo/W）、治具形状、ワーク支持
- レシピ：昇温／均熱／冷却の条件設計
- 評価：熱電対／放射温度計等による温度分布評価で最適化
（評価指標例：面内ΔT、均熱時間、冷却時温度勾配）
◆ 適用分野
- ガラス系材料
- ろう付け・接合（ガラス/セラミックス/金属）
- 高精度材料評価（再現性重視）
仕様例
低コンタミ・高温・高真空・不活性・H2を両立するオールメタル構造。研究開発〜量産の条件出しに最適です。
安全設計
(H₂対応)
提案範囲
(雰囲気・温度分布・計測)
カスタム設計
(サイズ/温度/雰囲気/スループット)
| 用途 | 材料評価/条件出し(R&D) |
| 加熱ゾーン | 140mm×140mm×170mm |
| 標準仕様 | ～1800℃級 |
| 到達真空度 | 10-6Pa級 |
| 雰囲気 | N₂ / Ar / 高真空 / H₂ |
| ヒーター | タングステンヒーター |
| 断熱材 | タングステン、モリブデン |
| 必要UTY | 電力、冷却水、プロセスガス |
- 安全設計
- H₂はアフターバーナーにより燃焼処理し、安全に排気します。
- 過昇温防止（炉体・Wetter）、真空ポンプ過負荷保護、各種インターロックを搭載。
- 提案範囲
- 雰囲気切替（N₂/Ar/高真空/H₂）に対応し、低アウトガス設計で材料本来の特性を守ります。
- 温度分布評価（熱電対／放射温度計 等）により目的に応じて最適化します。
- カスタム設計
- 計装機器（露点計、酸素濃度計、水素濃度計など）も条件に合わせて提案します。
- 上記以外の炉内サイズや温度などにも対応可能です。ページ下部より問合せをお願いします。
製作実績例
当社のメタル炉は、温度域／雰囲気（真空・不活性・還元）／炉内寸法を用途に合わせて個別設計します。以下は製作実績の一例です（仕様はプロセス条件により変動します）。
- 用途：R&D用
- 最高温度：2000℃
- 対応雰囲気：真空、N2、Ar
- 到達真空：10-4Pa級
- 用途：超高温メタル炉
- 最高温度：2600℃（Ar）
2400℃（N2）
2000℃（真空） - 対応雰囲気：真空、N2、Ar、H2
- 炉内寸法：φ150×200h
- 用途：研究用
- 最高温度：2400℃（Ar）
- 対応雰囲気：真空、N2、Ar、H2
- 炉内寸法：W60×D60×H75
対応範囲例
- 対応温度：～最大2600℃級まで（実績）
- 対応雰囲気：真空／N₂／Ar／H₂（実績）
- 炉内寸法：小型〜大型まで個別設計（実績）
掲載以外の仕様（温度／雰囲気／炉内寸法）も対応可能です。ページ最下部の「お問い合わせ」よりご連絡ください。
キーワード
真空炉、オールメタル炉、メタル炉、真空焼成炉、高温真空炉、低アウトガス、低発塵、低コンタミ、高純度、温度均一性、温度分布、再現性、焼成、焼結、脱脂、脱ガス、ろう付け、接合、材料評価、研究開発（R&D）、セラミックス、酸化物、窒化物、ガラス系基板材料、半導体パッケージ
小型カーボン炉
カーボン炉とは
カーボン炉は、炉内部のヒーター・断熱材・炉壁すべてをグラファイト（炭素）で構成した、超高温対応型加熱炉です。
通常の電気炉では到達困難な 3000℃ 級の高温域での加熱が可能で、かつ炉内酸素濃度を極限まで低く抑えることができます。
高結晶化が必要な炭素材料や、超高融点金属の焼結など、高温・低酸素が不可欠なプロセスに最適です。
カーボン炉の原理
- 加熱方式：グラファイト製ヒーターに通電して直接加熱し、輻射熱と伝導熱で炉内全体を昇温。
- 雰囲気制御：高温域では酸化反応が進むため、ArやN₂などの不活性ガス雰囲気で運転し、酸素濃度を極限まで低減。
- 高温対応構造：炉内構成部材すべてを高純度グラファイトで製作し、3000℃までの安定加熱を実現。
特徴
- 超高温対応
- 常用2800℃、最高3000℃まで安定運転可能。
- 低酸素雰囲気
- 炉内が全グラファイト構造のため、酸素濃度を極限まで低減でき、酸化を防止。
- 高結晶化処理に最適
- 炭素材料の結晶化度向上により、寿命や性能を大幅アップ。
- 幅広い材料対応
- セラミックスの組成変化試験や、超高融点金属（W, Ta, Mo）の焼結にも対応。
適用分野
- 炭素材料の高結晶化処理（電極材、C/Cコンポジットなど）
- 高温で組成変化を伴うセラミックス（Si₃N₄、B₄Cなど）の焼成
- 超高融点金属（W, Ta, Mo）の焼結・溶融
- 研究用途での高温＋不活性雰囲気評価試験
- 耐酸化性・耐熱性材料の性能評価
カーボン炉の仕様
| 加熱ゾーン | 直径200mm×130mmH※ |
| 最高温度 | 常用2800℃, 最高3000℃ |
| 雰囲気 | アルゴン, 窒素（～2400℃まで使用可能） |
| ヒーター | グラファイト丸形ヒーター |
| 断熱 | グラファイト成型断熱材 |
| 必要UTY | 電力66kVA, 冷却水, プロセスガス |
当社のカーボン炉は比較的コンパクトな加熱ゾーンを持ち、超高温＋不活性雰囲気条件での少量試料評価や研究用途に最適です。特に以下のようなお客様にお勧めします。
- 材料開発段階での試験焼成
- 超高融点金属や耐熱セラミックスの試験
- 高価な試料の高結晶化・性能向上評価
- 大型炉では過剰な条件を、小型で効率よく再現したい場合
キーワード
超高温（2800〜3000℃）、高結晶化、グラファイト構造、低酸素雰囲気、不活性ガス雰囲気（Ar、N₂）、超高融点金属焼結（W、Ta、Mo）、セラミックス焼成（Si₃N₄、B₄C）、酸化防止加熱、研究・開発用途
マルチ雰囲気焼成炉
マルチ雰囲気炉とは
マルチ雰囲気炉は、高気密チャンバーと精密ガス制御により、真空／不活性（N₂・Ar）／還元（H₂）などの雰囲気を処理中に切り替えながら焼成できます。さらに、加湿器（Wetter）により露点（pH₂O）制御を行い、Dry/Wet条件の再現にも対応します。
※反応性ガス（例：O₂、NH₃等）は要件・安全仕様により対応範囲が異なります。
マルチ雰囲気炉の原理
- 雰囲気切り替え：高気密構造の炉体と精密ガス導入系により、処理中に任意のガス種へ切り替え可能。
- 露点（pH₂O）制御：導入ガスを加湿器（Wetter）に通し、Dry/Wet条件を再現
- 安全設計（ガス）：可燃・反応性ガス（H₂/NH₃等）は、排気処理・監視・インターロックを含めて安全設計
高気密チャンバーとガス導入・切替、加湿（露点）制御を組み合わせ、目的に応じた雰囲気を炉内に再現します。
特徴
- 真空／不活性（N₂・Ar）／還元（H₂）／反応性（O₂・NH₃など）に対応
- 加湿器（Wetter）により露点（pH₂O）を制御し、Dry/Wet条件を再現
- 可燃・反応性ガス（H₂/NH₃等）に対し、排気処理・監視・インターロックを含む安全設計
- 最高温度～1700℃(代表例) 、昇温速度～10℃/min
- アルミナシースヒーター＋アルミナ断熱材により、反応性雰囲気下での耐食性・安定加熱に寄与
適用分野
複数雰囲気を切り替える“条件出し・比較評価”に最適です。
- 還元焼成（H₂）→ 酸化膜低減／金属表面の還元
- 酸化処理（O₂）→ 表面酸化／前処理
- 窒化反応（NH₃）→ 窒化処理
- 加湿雰囲気… → 触媒前処理／水蒸気反応（露点制御）
- 焼成時に反応性ガス… → 反応ガス発生材料の評価（排気処理と安全設計）
- 多条件比較 → 研究開発の条件出し（雰囲気シーケンス比較）
高気密設計により、雰囲気（真空/不活性/還元/酸化）や露点（Dry/Wet）を切り替えながら、材料評価・条件出しを1台で実施できます。大学・研究所から企業R&Dまで、比較実験やプロセス最適化に最適です。
仕様例
| 炉内サイズ | W250mm×D350mm×H250mm※1 |
| 使用温度 | ～1700℃ |
| 雰囲気 | 大気, N2, アルゴン, アンモニア, 酸素、加湿の有無などの各種ガス |
| ヒーター | アルミナシースヒーター |
| 断熱材 | アルミナ成型断熱材 |
| 試料台 | アルミナ台板 |
※2）ガス雰囲気や真空の有無なども、ご要望に応じて仕様検討いたします。 詳細は弊社ホームページのお問い合わせページよりご連絡ください。
- 安全設計
- H₂はアフターバーナーにより燃焼処理し、安全に排気します。
- NH3は除害装置をオプションにて設置可能です。
- 過昇温防止（炉体・Wetter）、真空ポンプ過負荷保護、各種インターロックを搭載。
- 提案範囲
- プロセス・雰囲気の設計：不活性／還元／酸化／窒化／加湿（露点制御）を含む雰囲気シーケンスと温度レシピの提案。
- カスタム設計
- 計装機器（露点計、酸素濃度計、水素濃度計など）も条件に合わせて提案します。
- 上記以外の炉内サイズや温度などにも対応可能です。ページ下部より問合せをお願いします。
キーワード
マルチ雰囲気炉、雰囲気炉、雰囲気シーケンス、雰囲気プロファイル、不活性雰囲気、還元雰囲気、酸化雰囲気、窒化雰囲気、混合ガス雰囲気、加湿雰囲気、蒸気、露点制御、Dry/Wet切替、Wetter、焼成、焼結、脱脂、脱ガス、表面処理、条件出し、比較実験、材料評価、研究開発（R&D）
静電チャック向け 雰囲気焼成炉
静電チャック向け 雰囲気焼成炉とは
マルチ雰囲気炉で培った温度制御・雰囲気制御の技術を応用し、静電チャック（ESC）の焼成プロセスに特化した電気炉です。常用1600℃の高温域に対応し、N₂＋H₂の還元雰囲気での運転が可能です。
さらに、WetterによるInputガスの加湿（Dry/Wet切替）により、プロセス条件の再現性向上と条件出しの効率化に貢献します。
静電チャック(ESC)とは
- 静電チャック（ESC）は、半導体製造装置でウェハを静電力で吸着し、真空・プラズマ環境でも安定して固定する部品。
- ESCの性能は、セラミックスの緻密さや絶縁性、内部電極の状態など“材料の仕上がり”に大きく左右される。
- ESCは表面状態・材料特性が性能に直結するため、焼成による特性作り込みが重要。
ESC焼成の一般的なプロセスフロー
※以下は代表例です。材料系・要求特性により、脱脂／焼結／仕上げ条件は変わります。一般的には目的ごとに工程/装置が分かれることが多い
(空気または不活性)
(N₂+H₂)
（N2）
このように工程が分割されると…
① 酸化・還元・乾燥・湿潤を別装置で行うため、段取り（順番待ち）と装置間搬送が不可避。
→ 外気曝露によってパーティクル・水分・溶媒が再付着し、プロセス結果が揺らぐ（再現性低下）
② 酸化・還元・乾燥・湿潤などを複数装置で分担することで、履歴管理が複雑化し条件再現性が低下
→ 装置間の待機時間・露点・雰囲気置換のばらつきにより、同一レシピでも結果が揺らぐ（条件出し工数増）。
③ O₂を使えない（または制限される）工程では、脱バインダーや表面状態（酸化度）の“調整”が難しい
→ 過不足による残渣・汚染、導電部/電極の酸化、特性ばらつきを招きやすい。
静電チャック向け 雰囲気焼成炉の特長
従来は工程・装置が分割されやすいため、搬送・外気曝露・装置間ばらつきが課題になります。
そこで、同一チャンバー内で雰囲気を切替できる焼成炉を提案します。
- H₂混合により、還元・脱炭（脱バインダー）プロセスに対応
- 一台で複数の雰囲気に対応
- 水分分圧（pH₂O）を制御：蒸気量（露点）で“穏やかな表面状態調整”を再現性よく実現（Wetter）
- H₂比率可変：薄膜抵抗/汚染還元を制御
- 搬送レス：外気曝露ゼロで初期汚染を抑制
- 高耐久性：炉内材の選定により、H₂O/H₂など複数雰囲気での耐久性を確保
仕様例
| 静電チャック用電気炉 | |
| 炉内寸法 | W 550mm×D 550mm × H 600 mm |
| 最高温度 | 常用 1600℃ （Max. 1650 °C） |
| 雰囲気 | N2、N2+H2（Dry/Wet切替：オプション） |
| 炉内材質 | セラミック断熱材 |
| 処理方式 | バッチ |
| ヒーター | Wロッドヒーター |
| 必要UTY | 電気：AC 380V、3相、60Hz、82 kVA ガス圧：0.3 Mpa 冷却水：約25℃、0.2 MPa |
- H₂はアフターバーナーにより燃焼処理し、安全に排気します。
- 過昇温防止（炉体・Wetter）、排気系の過負荷保護、圧力監視・遮断など各種インターロックを備えます。
詳細仕様や適用可否は、ページ最下部の「お問い合わせ」よりご相談ください。
小型管状炉
管状炉とは
管状炉は、円筒状の加熱部（セラミックス反応管）にサンプルを配置し、様々な雰囲気ガスを流しながら加熱処理を行うコンパクトな炉です。小型・低コストでありながら、流量・圧力・温度の測定が可能なため、反応条件の評価や試作研究に適しています。
管状炉の原理
- 円筒型加熱構造：反応管全体を均一に加熱できるため、ガス流通下での安定した温度分布を実現。
- 多様な雰囲気対応：不活性ガスをはじめ、条件に応じた各種ガスを供給可能。
- 物温測定機能：入口側から熱電対を差し込み、サンプルの実温度を測定可能。発熱反応や温度依存性の高いプロセスに対応。
特徴
- 各種ガスを流しながら加熱でき、雰囲気条件の自由度が高い小型・安価で研究開発や試作用途に適する
- 熱電対を差し込み、サンプルの実温度を直接測定可能
- 反応管はアルミナ製で、耐食性・耐熱性に優れる（※急激な温度変化は不可）
適用分野
- 少量サンプルの雰囲気試験（ガス流通下での焼成評価）
- 材料の反応性評価（流量・圧力・温度の同時計測）
- 発熱反応やガス発生を伴うプロセスの研究
- ガス流量条件による焼成挙動の比較試験
- 新規材料の初期評価・基礎研究
管状炉の仕様
| 加熱ゾーン | 120mmφ×500mmL※ |
| 管サイズ | 70mmφ×1000mmL※ |
| 使用温度 | 1200℃ |
| 雰囲気 | アルゴン, 窒素 |
| ヒーター | カンタルA1 |
| 必要UTY | 電力12kVA, 3相200V |
当社の管状炉はコンパクトかつ高い計測機能を備えており、ガス流通下での材料反応評価に特化しています。オプションにはなりますが、サンプル温度・ガス流量・圧力などの計測が可能なため、反応メカニズム解析や新規素材の試験条件の最適化に最適です。
キーワード
管状炉、雰囲気試験、小型加熱炉、流量計測、圧力計測、物温測定、不活性ガス、材料評価、反応挙動解析、研究開発用途
小型塩素炉
背景
近年、半導体デバイスの微細化や電池の高性能化が進展する中、使用される粉体原材料に対する品質要求は急速に高度化しています。
特に、原料や製造プロセスに起因する金属コンタミネーション（Fe、Cu、Niなど導電性異物）は、重大な不具合につながるため、ppm～ppbレベルでの厳密な管理が求められます。
一般的な金属除去の方法
- 塩酸や硫酸などの酸を用いて金属を溶解
- 均一に除去できるが、多量の排水が発生。禁水性の製品には適用困難
- 強力な電磁脱鉄機を使用して除去
- 数十μｍ以下の微小な金属や非磁性金属の除去ができない
塩素炉の原理
塩化揮発法
塩化揮発法とは、金属酸化物や鉱石などの無機物に塩素ガス（Cl₂）や塩化水素（HCl）を反応させ、揮発性の金属塩化物に変換して分離・精製する方法です。
【特徴】
- 揮発性の違いを利用するこで、選択的に金属を分離可能
- 乾式プロセスであり、湿式と比べて廃液処理が少ない
反応イメージ
ハロゲンガス雰囲気に対応可能な炉の現状
- 高温雰囲気下では、Cl2やHClによって設備が腐食するため、これらを導入することは困難
- 炉材にアルミナを使用した管状炉など、耐腐食性を備えた小型電気炉での検討に限定
- 管状炉の場合、微加圧雰囲気であるため漏洩時に重大な災害につながるリスクが存在
塩素炉の特徴
- サーモニック独自の技術により、Cl2、HClガスなどのハロゲンガス対応 （CE、SEMI、UL規格認証）
- 棚板ヒーター採用により均一加熱が可能
反応中は常に減圧雰囲気のため
- サンプル内部までCl2ガスが拡散し高効率の反応が可能
- 発生した塩化物の沸点を降下でき、より低温での処理が可能
- Cl2やHClガスの漏洩リスクを低減
運転例
これまでの適用先
- カーボンナノチューブ(CNT)の純化：CNT合成時の金属触媒(Fe, Co, Ni, etc)の除去
- サセプターの洗浄(GaN) ：サセプター治具上に蓄積したGaNの除去
- 相転移温度の低下 ：セラミックスの結晶相転移を制御
禁水性の製品や多量の廃液を発生させたくない金属除去プロセスや反応制御炉として適用
さらなる応用
- レアメタルの選択的分離/回収
- 超高純度化が必要な製品
- 新素材開発
- 材料の表面改質（疎水性→親水性）
- 超合金などの腐食評価
小型塩素炉の仕様
| 炉内寸法 (W×D×H) | 200mm×200mm×200mm |
| 外寸法 (W×D×H) | 1000mm×1000mm×2100mm |
| ガス雰囲気 | Cl2, HCl, N2, Ar, H2 |
| 温度 | ～1400℃ |
| 真空度 | 数Pa |
| 必要UTY | 冷却水, 電力, N2 or Ar, プロセスガス |
| 運転方式 | バッチ方式 |
※仕様は開発中のもので、予告なく変更される場合があります。
お客様側での面倒な準備は不要です。UTYを接続すれば、そのまま使用可能なオールインワン設計です。
