왜 반도체 건조에 적외선을 사용하는가?
업계는 ‘친환경적이고 수은이 없는’ 기술을 채택하려고 노력하고 있습니다. 이는 좋은 일이지만, 웨이퍼를 건조하는 방식에 큰 압박을 가합니다. 오랫동안 우리는 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 문제는, 이러한 오븐들이 엄청난 양의 공기를 가열하여 작은 웨이퍼에 에너지를 전달한다는 점입니다. 이는 에너지 낭비입니다.
그래서 우리는 적외선을 활용한 건조 방식으로 전환했습니다. 적외선은 공기를 가열하는 대신, 전자기파를 이용해 직접 기판을 가열합니다. 즉, 효율성이 중요합니다. 생각해보세요. 적외선은 중간 단계를 건너뛰기 때문에, 기계나 주변 공기를 가열하는 데 드는 에너지가 줄어듭니다. 에너지는 바로 원천에서 제품으로 직접 전달됩니다. 그 결과, 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 분이 아니라, 초입니다. 이렇게 하면 클린룸이 사우나처럼 느껴지지 않으며, 에너지 비용도 줄어듭니다.
수은이 없는 솔더와 접착제의 문제
수은이 없는 솔더와 접착제는 특별한 조건이 필요합니다. 일반적으로 더 높은 온도와 엄격한 온도 제어가 필요합니다. 대류식 오븐을 사용할 경우, 특정 부분만 따뜻하게 만들기 위해 전체 보드가 과열될 수 있습니다. 이는 비효율적입니다. 반면 적외선을 사용하면 파장을 조절하여 반도체 패키지의 특정 층만을 가열할 수 있습니다. 이렇게 하면 민감한 부품들에 부담을 주지 않으면서도 정확하게 열을 가할 수 있습니다. 이는 훨씬 더 효과적인 방법입니다.
단점 및 해결 방법
물론 적외선도 완벽하지는 않습니다. 방향성이 있기 때문입니다. 부품의 형태가 복잡하거나 깊은 구조가 있다면, 특정 부분이 빛을 받지 못해 충분한 열을 받지 못할 수 있습니다. 그래서 반사판의 각도를 조절하거나 여러 개의 램프를 사용하여 모든 부분이 공평하게 가열되도록 해야 합니다.
결론
적외선을 사용하면, 이전에 사용하던 유해한 화학 용매를 사용하지 않아도 됩니다. 기존 시스템과도 잘 호환되며, 처리 과정도 더 빨라집니다. 전기 비용도 줄어들고, 환경 검사도 더 순조롭게 진행됩니다. 그리고 작업도 더 원활해집니다.