Vakuuma krāsnis, pusvadītāju apstrādes iekārtas un degazēšanas krāsnis darbojas vidē, kas būtībā ir naidīga pret standarta elektriskajām sastāvdaļām: cietā vakuumā vai kontrolētā atmosfērā. Šeit bieži sastopamās kļūmes ir ne tikai izdegšana, bet arī gāzu izdalīšanās, loka veidošanās un piesārņojums, kas var sabojāt visu procesa partiju. Izvēloties vienu kārtridžu sildītāju vakuuma pakalpojumam, ir jārisina problēmas, kas nav svarīgas atmosfēras lietojumos, tādēļ ir nepieciešams specializēts projektēšana un konstrukcija.
Vakuuma vide novērš konvektīvo siltuma pārnesi; siltums var pārvietoties tikai caur starojumu un vadītspēju. Tas nozīmē, ka sildītājiem bieži jādarbojas ļoti augstā apvalka temperatūrā, lai izstarotu pietiekami daudz enerģijas darba slodzei. Līdz ar to apvalka materiāla izvēle ir galvenais apsvērums. Materiāliem ir jābūt ar zemu tvaika spiedienu, lai samazinātu gāzu izdalīšanos-, kuras vakuumā atrodas metālā. Šīs atbrīvotās gāzes var piesārņot procesa kameru un pazemināt vakuuma līmeni. Augstas-tīrības ugunsizturīgos metālus, piemēram, molibdēnu, volframu vai specializētus sakausējumus, bieži izmanto augstas temperatūras vakuuma lietojumos, jo tiem ir augsts kušanas punkts un minimālas izplūdes īpašības.
Magnija oksīda (MgO) izolācija sildītāja iekšpusē ir vēl viens būtisks faktors. Standarta MgO pulveris satur mitrumu un organiskās saistvielas, kas vakuumā bagātīgi izdalās. Vakuuma -kasetņu sildītājiem MgO ir jābūt ar augstu-tīrības pakāpi, ķīmiski stabilizētam, un ražošanas laikā tam ir jāveic stingrs izcepšanas{4}}process. Šī iepriekšēja-kondicionēšana izvada gaistošos piesārņotājus, stabilizējot sildītāju apkopei. Tiek palielināts arī MgO blīvēšanas blīvums, lai uzlabotu gan siltumvadītspēju, gan dielektrisko izturību vakuumā.
Svina izejas dizains ir vissvarīgākais drošības un integritātes nodrošināšanai. Vieta, kur izolētie svina vadi iziet no noslēgtā apvalka, ir iespējama noplūdes ceļš. Vakuuma -sildītājos tiek izmantoti īpaši izstrādāti un metināti keramikas-līdz-metāla blīvējumi vai augstas-temperatūras epoksīda blīves, kas var izturēt termisko ciklu un novērst atmosfēras iekļūšanu vai iekšējo gāzu izdalīšanos caur vadiem. Nepareiza hermētiķa vai noslēgšanas metodes izmantošana radīs hroniskas vakuuma noplūdes.
Mainās arī elektriskā konstrukcija. Zemā spiedienā standarta sprieguma nominālvērtības var izraisīt atlikušo gāzu jonizāciju un potenciāli izraisīt elektrisko loku pāri spailēm vai krāsns sienai. Lai to novērstu, sildītājiem un to savienojumiem var būt jābūt konstruētiem augstākam spriegumam vai tiem jābūt īpaši izvietotiem un izolētiem spailēm. Rūpīgi jāplāno arī strāvas vadu maršrutēšana un izolācija vakuuma kamerā.
Praksē vakuuma kārtridžu sildītājs ir precīza sastāvdaļa. Tas nav pieejams-no -no plaukta, bet gan pielāgota-inženierizēta daļa, kas izveidota, izmantojot īpašus materiālus, procesus un testēšanas protokolus. Ir skaidri jādefinē tādi parametri kā maksimālā darba temperatūra, vakuuma līmenis (no neapstrādāta vakuuma līdz augstam vakuumam vai UHV) un atmosfērai (vai tas ir tīrs vakuums vai inerta gāze, piemēram, argons vai slāpeklis). Sildītāja veiktspēja ir neatņemama visas sistēmas tīrības un uzticamības sastāvdaļa.
Inženieriem, kas projektē vakuuma sistēmas, apkures risinājums būtu jāuzskata par galveno apakšsistēmu. Izšķiroša nozīme ir sadarbībai ar ražotāju, kuram ir pieredze vakuuma tehnoloģijās jau projektēšanas fāzē. Tie var sniegt norādījumus par materiālu izvēli, jaudas slodzi un mehānisko integrāciju, lai nodrošinātu, ka sildītāji veicina tīru, stabilu un atkārtojamu procesa vidi, kurā tiek samazināts piesārņojums un neplānota apkope.
