なぜクリーンルームで赤外線加熱を採用したのか
半導体製造工場で働くとき、「清潔さ」は単なる目標ではなく、最も重要な要素です。わずかな汚れやほこりでも、生産される製品を台無しにしてしまいます。
長い間、私たちは対流式オーブンを使用してきました。しかし、問題点があります。対流式オーブンは単に熱風を送り込むだけです。その熱風には粒子が含まれており、また、大きな空間全体を一定の温度に保つのには多大なエネルギーが必要です。
そのため、私たちは赤外線ヒーターを使用しています。空気を動かす代わりに、電磁波を利用するのです。これは、熱を扱う上で全く異なるアプローチです。
鉛フリー化の実現
鉛フリーのはんだや接着剤への切り替えは簡単ではありません。もし温度管理が少しでも乱れると、部品が変形してしまいます。
赤外線を利用すれば、オーブン内の空気を温める時間を無駄にしません。直接基板を加熱するのです。つまり、部品を温めるのであり、部屋全体を温めるわけではありません。
これにより、処理速度が向上し、効率も高まります。また、空気を使ったシステムに見られる長い待ち時間もなくなり、より環境に優しい方法と言えます。
ほこりの防止
製造工場では、汚染が最大の敵です。
赤外線ランプは密封されているため、古い抵抗体のように粒子を放出したり、ガスを発生させたりしません。また、ファンによって空気が送られることもないため、ほこりが部品に付着する心配もありません。常に清潔な状態が保たれます。
問題点とその解決策
ただし、これは完璧な方法ではありません。高強度の赤外線は急速に熱を与えるため、急激な温度勾配が生じます。タイミングや距離をうまく調整しないと、「ホットスポット」が発生し、ウェハの中央部分が過度に加熱され、端の部分は十分に硬化しない可能性があります。
これを防ぐためには、単に設定して放置するだけでは不十分です。適切なPIDコントローラーやセンサーを使って、すべてをバランス良く管理し、基板が損傷しないようにする必要があります。
総合的な観点
鉛フリー基準への移行は、単にはんだの化学組成を変えるだけのことではありません。それは、エネルギーの使い方に関することでもあります。古い乾燥装置を赤外線に置き換えることで、より厳格な精度を達成でき、無駄も大幅に減ります。これは、よりシンプルでクリーンな方法です。