왜 진공 상태에서의 적외선 경화가 무연 기술에 적합한 방법인가?
솔직히 말해서, 대류식 오븐은 구식입니다. 속도가 느리고 부피도 크며, 반도체 제조에는 전혀 적합하지 않습니다. 그래서 우리는 진공 챔버 내부에서 작동하는 적외선 히터를 사용하게 되었습니다. 이 방식을 사용하면 유해한 화학 용매가 필요 없으며, 전체 경화 과정에서 발생하는 탄소 배출량도 줄어듭니다.
그 비밀은 바로 진공 상태에서는 공기 분자가 열을 흩뜨리는 것을 막아준다는 점입니다. 적외선은 직접적으로 기판에 닿으므로 중간 매개체가 필요 없습니다.
물리학적 원리
일반적인 오븐을 사용할 경우, 공기를 가열하는 데 엄청난 에너지가 소비됩니다. 이는 낭비입니다. 반면 진공 상태에서는 복사에 의한 열 전달이 이루어집니다. 우리는 이 히터들을 조절하여 사진감광제나 접착제가 열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 합니다. 파장을 조절함으로써 열이 재료 깊숙이 들어가면서도 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있습니다.
게다가 속도도 매우 빠릅니다. 몇 시간이 걸리던 경화 과정이 몇 분으로 줄어듭니다. 이것이 바로 에너지 절약의 핵심입니다. 더 이상 크고 에너지를 많이 소비하는 오븐을 사용할 필요가 없습니다.
친환경적이고 무연인 방식
무연 납땜제나 친환경 접착제를 사용할 때는 온도 조절이 매우 중요합니다. 온도를 잘못 조절하면 결함이 생길 수 있습니다. 구식 오븐의 문제점은 공기 흐름이 불균일하여 ‘찬 부분’이 생긴다는 것입니다. 하지만 적외선 히터를 사용하면 웨이퍼 전체에 고르게 열이 분산됩니다. 게다가 연소 가스나 오염 물질도 발생하지 않습니다. 정말 깨끗한 공정입니다.
기술적 한계
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 진공 상태에서의 고강도 적외선은 열 방출 문제를 야기합니다. 기판이 적외선을 흡수하는 동안, 챔버 벽과 히터는 너무 뜨거워질 수 있습니다. 쿨링 장치나 히트 싱크를 제대로 설정하지 않으면 열 문제가 생길 수 있습니다. 히터의 출력과 진공 시스템이 열을 얼마나 빨리 제거할 수 있는지 사이의 균형을 찾아야 합니다.
우리는 이러한 시스템을 기존의 열 처리 장비를 대체할 수 있도록 설계했습니다. 이렇게 하면 공간도 덜 차지하고 오염도 전혀 발생하지 않습니다. 당연히 훨씬 좋은 방법입니다.