왜 클린룸에서는 적외선 경화 방식을 사용하는가?
반도체 공장에서 “클린”이라는 것은 단순한 목표가 아니라, 그 자체가 핵심입니다. 건조나 경화 과정에서 조금이라도 잔여물이 남으면 문제가 생깁니다. 오랫동안 사람들은 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 문제는 이러한 오븐들이 공기 전체를 가열한다는 점입니다. 그로 인해 먼지가 함께 움직이게 되고, 적절한 온도를 유지하기 위해 엄청난 에너지가 소모됩니다.
그래서 우리는 적외선을 사용합니다. 적외선은 공기를 가열하는 대신 전자기파를 이용해 기판을 직접 가열합니다. 즉, 실내 전체를 가열하는 것이 아니라, 특정 부분만을 가열하는 것입니다. 매우 간단한 원리죠.
납이 없는 재료의 처리
납이 없는는 솔더나 접착제로 전환하는 것은 결코 쉽지 않았습니다. 이러한 재료들은 더 높은 온도와 보다 정밀한 온도 조절이 필요합니다.
적외선 히터는 이런 상황에 매우 적합합니다. 즉시 고온 상태에 도달할 수 있으며, 작업 공간 전체를 사우나처럼 만들 필요가 없습니다. 게다가 비접촉식이므로 기계적 오염이나 공기 중에 떠다니는 입자들로 인한 문제도 없습니다. 그래서 ISO 등급의 클린룸에서도 문제없이 사용할 수 있습니다.
전력, 열, 그리고 “손상” 문제
가장 좋은 점은 오븐이 따뜻해지기를 기다릴 필요가 없다는 것입니다. 적외선 램프는 몇 초 만에 최대 출력으로 작동합니다. 그러므로 에너지를 공기를 가열하는 데 낭비하지 않고, 그 에너지를 광감광제나 접착제에 직접 사용할 수 있습니다.
하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 주의해야 할 점이 있습니다. 벨트의 속도나 처리 시간이 적절하지 않으면 기판이 과열될 수 있습니다. 그러므로 정확한 PID 컨트롤러와 온도 센서가 반드시 필요합니다. 센서의 반응이 조금이라도 느려지면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 센서의 성능이 느리면 결국 부품들을 버려야 하는 상황이 발생합니다.
환경 친화적이고 간단한 방식
환경 측면에서 볼 때, 적외선은 훌륭한 선택입니다. 연소 부산물이 없으며, 열을 전달하기 위해 해로운 화학 용매를 사용할 필요도 없습니다. 전력 비용도 줄어들고, VOC가 많은 경화제도 필요 없습니다.
새로운 생산 라인을 계획하는 엔지니어들에게 이는 큰 도움이 됩니다. 공간도 적게 차지하고, HVAC 시스템의 부담도 줄어듭니다. 장비도 적고, 열도 적으며, 스트레스도 적습니다.