なぜ、鉛フリー半導体の製造に赤外線を採用するのか？ 半導体業界では、「グリーン」であり、鉛を含まない製品への移行が強く求められています。これは正しい方向性ですが、そのためには熱の扱い方を変える必要があります。 長年にわたり、多くの場合、対流式のオーブンが使われてきました。しかし、問題は、わずかなウェーハを温めるために大量の空気を加熱しなければならない点です。これはエネルギーの無駄遣いです。 そこで、赤外線を利用した硬化法が用いられます。空気を加熱する代わりに、エネルギーを直接対象物に送り込むのです。 これにより、処理時間が大幅に短縮されます。 赤外線を使えば、光子が表面に当たり、瞬時に熱に変わります。つまり、処理時間を数分から数秒に短縮できるのです。大量生産を行う場合、この「熱の遅延」がなくなるため、電力代が削減され、生産効率も向上します。また、重くて溶剤を含む加熱媒体も不要になり、全体としてプロセスがよりクリーンになります。 ただし、難しい点もあります。鉛フリーのはんだやコーティング剤は、温度の許容範囲が非常に狭いのです。温度が高すぎると、基板が変形してしまいます。これは大きな問題です。赤外線を使えば、波長を調整し、短波または中波を使い分けることで、材料が必要とする条件に合わせることができます。そうすれば、部品全体を焼き固めることなく、望みの表面温度を得ることができます。 もちろん、これは魔法のようなものではありません。何かしらのトレードオフがあります。 高強度のランプは、非常に多くの熱を放出します。速さとしては有利ですが、冷却システムに大きな負担をかけます。もし筐体がその余熱を排出できない構造だと、フィラメントが早く壊れてしまいます。したがって、どれだけ速く硬化させたいか、そして機械の筐体がどれだけの熱に耐えられるかというバランスを見つける必要があります。 結局のところ、これが唯一の現実的な解決策のようです。巨大な加熱要素による二酸化炭素の排出を削減できるだけでなく、現代の工場で求められる厳格な化学的規制にも適合します。