なぜ半導体の乾燥に赤外線硬化を採用したのか
半導体製造において無鉛化を実現するのは、単にはんだを交換するだけでは簡単ではありません。実際には、熱をどのように扱うかを再考する必要があります。
長い間、多くの場合、対流式オーブンが使われてきました。しかし問題点は、わずかな部品を乾燥させるために、巨大な部屋全体を加熱してしまうということです。これはエネルギーの無駄であり、また、偶然にもほこりや汚染物質が作業場中に飛び散ってしまう可能性もあります。
そのため、私たちは赤外線硬化方式に切り替えました。空気を加熱する代わりに、直接基板自体を加熱するのです。
直接加熱の方が優れている
サウナに立つのと、太陽の光を肌に浴びるのとの違いを想像してみてください。赤外線は電磁波を利用して、コーティングや接着剤の分子を動かします。これはほぼ瞬時に行われます。空気が温まるのを待つ必要がないので、調整時間も大幅に短縮されます。また、巨大な箱の金属壁を3時間も加熱する必要もありません。そうすれば、エネルギー代も節約できます。
「グリーン」要求への対応
無鉛材料は繊細です。適切に硬化するためには、より高い温度が必要です。対流式オーブンを使ってその温度に到達しようとすると、問題が発生します。基板が変形したり、端部分が焼けてしまったりする可能性があります。一方、赤外線硬化方式では、熱を特定の領域に集中させることができます。使用する樹脂に合わせて波長を調整できるのです。その結果、基板の中心部分だけが適切な温度になり、周囲の部品は安全に保たれます。過熱や、空気中に異物が浮遊することもありません。純粋でクリーンな乾燥プロセスが実現されます。
ただし、注意点もある
もちろん、高速硬化が万能というわけではありません。注意しないと、高い熱密度によって表面が傷ついてしまうことがあります。つまり、表面層が急激に乾燥しすぎて、下層の溶剤が閉じ込められ、泡や剥がれが発生してしまいます。これはバランスを取る必要がある問題です。コンベヤーの速度が遅すぎると、基板が焼けてしまいます。逆に速すぎると、十分に硬化しません。問題を防ぐために、高精度のサーモカップルを使用して表面温度をリアルタイムで監視します。これにより、熱が過剰になるのを防ぐことができます。数ミリメートルの差が重要なこの業界において、このような制御は不可欠です。