왜 무연 반도체 제조에 적외선 경화 방식을 사용하게 되었을까요?
솔직히 말해서, 그 오래된 대류식 오븐들은 정말 성가신 존재였습니다. 업계가 웨이퍼 제조에 있어 무연 기준을 도입하면서, 우리는 모든 것을 다시 고민해야 했습니다. 이제는 방 전체를 가열하는 방식 대신 적외선을 이용한 경화 방식을 사용하고 있습니다.
왜일까요? 적외선은 직접 기판에 에너지를 전달하기 때문입니다. 공기가 가득 찬 거대한 금속 상자를 가열하는 데 시간과 에너지를 낭비할 필요가 없습니다. 더 깨끗하고 빠르며, 가열 요소로 인해 발생하는 유해한 입자들로 인한 문제도 없습니다.
에너지 소모 절감
마치 캠핑용 화덕과 같습니다. 화덕 주위의 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요 없이, 열이 바로 피부에 닿습니다. 적외선도 마찬가지입니다. 전자기파를 이용해 에너지를 직접 웨이퍼 표면에 전달합니다.
온도 상승 시간도 크게 달라집니다. 공기의 온도를 맞추기 위해 엄청난 양의 에너지를 낭비할 필요가 없습니다. 게다가 열이 집중되기 때문에 기계의 크기도 훨씬 작아집니다. 동일한 작업을 수행할 수 있으면서도 공간도 절약됩니다.
청결한 작업 환경 유지
기존의 건조 방식은 화학 용매나 촉매를 사용하는데, 이러한 물질들은 가열되면 유독성 물질이 됩니다. 하지만 적외선을 사용하면 파장을 조절할 수 있습니다. 빛의 파장을 접착제나 포토레지스트가 흡수해야 하는 주파수에 맞추면 됩니다. 이렇게 하면 민감한 부품들이 손상되지 않으면서도 무연 납땜이 완벽하게 이루어집니다. 유해한 VOC나 독성 물질도 발생하지 않습니다. 그야말로 깨끗한 공정입니다.
단점들
물론 적외선도 완벽한 해결책은 아닙니다. 몇 가지 단점이 있습니다. 가장 큰 문제는 온도의 균일성입니다. 웨이퍼의 두께나 재질이 다양할 경우, 특정 부분만 과열될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 센서와 PID 컨트롤러를 신중하게 선택해야 합니다. 거리와 출력 사이의 적절한 균형을 찾는 것이 중요합니다.