왜 무연 반도체 제조에 적외선을 사용하는가?
솔직히 말해서, 반도체 제조 공정에서 무연화와 친환경적인 방식을 채택하는 것은 더 이상 선택의 문제가 아닙니다. 그것은 당연히 지켜야 할 원칙입니다.
그래서 우리는 글로브박스 내부에 적외선 가열 요소를 활용하기 시작했습니다. 이 방식을 사용하면 복잡한 용매 기반의 가열 방식을 버릴 수 있으며, 전체 경화 과정에서 발생하는 탄소 배출량도 줄일 수 있습니다. 훨씬 더 깨끗한 방식이죠.
물리적 원리는 어떻게 작동할까?
일반적인 대류식 히터를 생각해보세요. 먼저 공기를 따뜻하게 한 다음, 그 열이 부품을 따뜻하게 합니다. 이 방식은 속도가 느립니다.
반면 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 기판에 전달합니다. 우리가 작업하는 글로브박스 내부에서는 대기를 엄격하게 통제해야 하기 때문에, 이 방식은 매우 유용합니다. 강제 환기 시스템으로 인해 오염물질이 생겨서 작업이 망가지는 일도 없습니다.
우리는 단파 및 중파 방출기를 사용합니다. 이 방식으로는 경화층을 빠르게 가열할 수 있습니다. 또한, 처리 시간이 짧아서 전력 소비도 훨씬 적습니다.
올바른 설정 방법
이러한 장비들을 글로브박스에 설치할 때는 균형을 잘 맞춰야 합니다. 와트당 밀도를 잘 조절해야 합니다. 너무 많은 전력을 작은 공간에 집중시키면 밀폐 구조가 파괴될 수 있습니다. 좋지 않은 결과가 됩니다.
보통은 가열 요소의 길이와 전압을 조절하여 작업물 전체에 고른 열이 분포하도록 합니다.
또 한 가지, PID 컨트롤러도 제대로 작동해야 합니다. 적외선 램프는 거의 즉시 목표 온도에 도달합니다. 반응 속도가 빠르기 때문에, 전력을 계속 공급하는 대신 순간적으로 전력을 공급하는 것이 좋습니다. 그렇게 하면 전기 요금도 절약됩니다.
적외선을 사용할 때의 현실
적외선도 완벽하지는 않습니다. 적외선은 직선 방향으로만 작용하기 때문에, 부품의 모양이 비정상적이거나 쌓여 있으면 일부 부분이 차가워질 수 있습니다.
따라서 램프의 위치를 적절히 조절하거나, 반사판을 사용하여 에너지를 제대로 전달해야 합니다.
또한, 고강도 적외선 요소는 매우 뜨거워집니다. 전선도 그러한 온도를 견딜 수 있도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 절연체가 손상될 수 있습니다.