なぜ半導体の乾燥に金メッキ処理を施したツインチューブ型IRランプが使われるのか
半導体業界では、鉛フリーで排出ガスが出ない乾燥方法が求められています。これは難しい目標ですが、金メッキ処理を施したツインチューブ型IRランプを使うことで、その目標を達成する方法が見つかりました。
一般的な対流式オーブンを考えてみてください。空気を加熱し、その空気によって部品が加熱されます。しかし、この方法は遅く、また空気を循環させるために化学薬品や大きなファンが必要になります。一方、このIRランプは異なります。エネルギーを直接素子に送り込むのです。中間媒体も不要で、余分な化学薬品も不要です。つまり、直接的な熱供給が可能なのです。
秘密は金にあります。
もし通常の石英管を使用すると、その貴重なエネルギーの多くが背面から漏れてしまいます。それは無駄遣いです。そこで、ツインチューブの背面に薄い金メッキ層を施します。これにより、IR波が再びワークピースに戻されます。これにより、より高い熱密度が得られます。人々が「省エネ」と言うとき、それはランプが電力を消費しないという意味ではなく、ワークピースがその熱を吸収してしまい、部屋中に散逸してしまうのを防ぐという意味です。
なぜ「ツインチューブ」形状なのか？
それは、より広範囲に熱を供給するためです。ツインチューブ構造により、非常に狭いスペースでより多くの表面積を確保できます。これにより、PCBやウェーハ上の「低温部分」の心配がなくなります。2本のフィラメントによって熱が分散されるため、均一な加熱が可能になり、素子が焼けるのを防げます。
デメリット（完璧なものはないから）
機器のサイズが小さくなり、加熱時間も大幅に短縮されます。しかし、金メッキ層は繊細です。設置時に指紋や油、ほこりなどが付着すると問題が発生します。高温部分ができたり、チューブが早期に壊れてしまったりします。そのため、手袋を着用し、反射板を常に清潔に保つことが重要です。これは微妙なバランスが必要です。
鉛フリー製品の乾燥
鉛フリーのはんだは、より高い温度と精密な温度管理が必要です。単純に熱量を調整するだけでは不十分です。短波長のIRランプを使えば、迅速に高い温度に到達できます。また、大量のガスを燃焼させないため、二酸化炭素の排出もありません。これは、半導体製造工程においてよりクリーンな方法です。そして、業界の方向性とも合致しています。