왜 무연 칩에서는 대류식 건조 방식을 버리고 적외선 방식을 사용하는가?
제조 공장들은 이제 그런 구식의 대류식 오븐과 그와 함께 사용되는 화학적 건조 과정을 점점 버리고 있습니다. 모두가 적외선을 이용한 건조 방식으로 전환하고 있습니다. 왜일까요? 바로 적외선이 ‘친환경적이고 무연’이라는 목표를 달성할 수 있으면서도 생산 속도를 저하시키지 않기 때문입니다.
적외선 건조의 진짜 장점
대류식 가열 방식을 생각해보세요. 사실상 엄청난 양의 에너지가 낭비됩니다. 게다가 웨이퍼에 오염물질이 생길 위험도 있습니다.
반면 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 기판에 전달합니다. 중간 단계나 공기가 필요하지 않습니다. 따라서 목표 온도에 도달하는 데 훨씬 빠릅니다. 이는 무연 솔더와 폴리머에게는 큰 장점입니다. 이러한 물질들은 작동할 수 있는 온도 범위가 매우 좁기 때문에 속도가 매우 중요합니다.
오염 문제 해결
기존의 건조 방식은 유해한 휘발성 유기 화합물이나 중금속 촉매를 다루어야 했습니다. 이는 지구 환경에도 좋지 않으며, 작업자들에게도 해롭습니다.
적외선을 사용하면 UV로 경화되거나 열에 의해 경화되는 무연 수지를 사용할 수 있습니다. 열이 집중적으로 가해지므로 웨이퍼를 건조시키기 위해 방 전체를 가열할 필요가 없습니다. 그래서 에너지 비용도 줄어들고 공장도 더 깨끗해집니다.
게다가, 거대하고 시끄러운 공기 순환 시스템도 필요 없습니다. HVAC 및 여과 시스템도 한숨을 돌릴 수 있습니다.
어려운 점
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 몇 가지 타협점이 있습니다.
고강도 적외선 램프는 속도 면에서는 훌륭하지만, 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 만약 고출력 램프를 사용하면서 냉각 시스템을 강화하지 않으면 문제가 생길 수 있습니다. 웨이퍼가 변형되거나 램프가 손상될 수도 있습니다. 따라서 얼마나 빨리 경화시키고 싶은지와 냉각 시스템이 견딜 수 있는 열량 사이의 균형을 맞춰야 합니다.
무연화는 단순히 화학적인 문제가 아니라 하드웨어적인 문제이기도 합니다. 적외선을 사용하는 것은 기존의 건조 방식을 대체하는 데 비교적 간단하지만, 램프가 처음 켜질 때 전력망에 부담이 가지 않도록 주의해야 합니다.