왜 반도체 건조에 적외선 가열 방식을 사용하게 되었는가?
반도체 제조 공정에서 납을 사용하지 않으려면 단순히 납땜재만 바꾸는 것으로는 충분하지 않습니다. 사실, 열을 어떻게 처리할지에 대해 다시 생각해야 합니다.
오랫동안 모두가 대류 오븐을 사용해 왔습니다. 하지만 문제는, 아주 작은 부품을 건조시키기 위해 방 전체의 공기를 가열해야 한다는 점입니다. 이는 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 먼지나 오염물질이 작업 공간 전체로 퍼질 수도 있습니다.
그래서 우리는 적외선 가열 방식으로 전환했습니다. 공기를 가열하는 대신, 직접 기판 자체를 가열하는 것입니다.
직접적인 열이란?
사우나에 서 있는 것과 햇볕을 받는 것의 차이를 생각해보세요. 적외선은 전자기파를 이용해 코팅된 물질이나 접착제 내의 분자들을 움직이게 합니다. 이 과정은 거의 즉시 일어나므로, 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 그 결과, 준비 시간이 획기적으로 줄어듭니다. 게다가, 거대한 상자의 금속 벽을 세 시간 동안 가열할 필요도 없습니다. 에너지 비용도 절약됩니다.
“친환경” 요구사항을 충족시키기
납이 없는 재료들은 특별한 조건이 필요합니다. 보통 제대로 경화되기 위해서는 더 높은 온도가 필요합니다. 만약 대류 오븐을 사용한다면 문제가 생길 수 있습니다. 기판이 변형되거나 가장자리가 손상될 수도 있습니다. 반면 적외선 가열 방식은 열을 특정 부위에 집중시킬 수 있습니다. 사용하는 수지에 맞는 파장을 조절함으로써, 핵심 부분에만 적절한 열이 가해지고 주변 부품들은 안전하게 유지됩니다. 과열이나 이상한 화학물질이 발생하지 않으며, 깨끗하고 건조한 처리가 가능합니다.
단점도 있습니다…
물론, 빠른 건조가 마법 같은 해결책은 아닙니다. 주의하지 않으면 높은 열 밀도로 인해 문제가 생길 수 있습니다. 예를 들어, 표면층이 너무 빨리 마르면서 아래쪽에 있는 용매가 갇혀 기포나 균열이 생길 수 있습니다.
따라서 컨베이어의 속도를 조절해야 합니다. 속도가 너무 느리면 기판이 손상될 수 있고, 너무 빠르면 제대로 경화되지 않습니다. 문제를 방지하기 위해, 우리는 고정밀 온도 센서를 사용하여 표면 온도를 실시간으로 모니터링합니다. 이러한 피드백 메커니즘 덕분에 열이 과도하게 가해지는 것을 방지할 수 있습니다. 밀리미터 단위의 차이가 중요한 이 산업에서는 이러한 정밀한 제어가 매우 중요합니다.