왜 무연 반도체를 위해 적외선을 사용하는가?
반도체 산업은 “친환경적이고 무연인” 기준을 향해 나아가고 있습니다. 이는 바람직한 방향이지만, 열을 다루는 방식에 변화가 생깁니다.
오랫동안 사람들은 대류식 오븐을 사용해 왔습니다. 문제점은, 아주 작은 웨이퍼를 따뜻하게 만들기 위해 엄청난 양의 공기를 가열해야 한다는 것입니다. 이는 에너지 낭비입니다.
그래서 우리는 적외선을 활용합니다. 공기를 가열하는 대신, 에너지를 직접 목표물에 전달합니다. 속도가 훨씬 빠릅니다.
적외선을 사용하면 광자가 표면에 부딪혀 즉시 열로 변합니다. 준비 시간이 수분에서 몇 초로 줄어듭니다. 대량 생산을 할 때는 이러한 “열 지연”이 없어져 전력 비용이 줄고 생산 속도가 빨라집니다. 게다가, 무거운 용매 기반의 가열 매체도 필요하지 않아 전체 공정이 훨씬 깨끗해집니다.
하지만 문제점도 있습니다. 무연 납땜제와 코팅제는 온도에 매우 민감합니다. 너무 높은 온도에서는 기판이 변형될 수 있습니다. 적외선을 사용하면 파장을 조절하여 재료가 필요로 하는 정확한 온도를 맞출 수 있습니다. 그렇게 하면 부품 전체가 타버리는 것을 방지할 수 있습니다.
물론, 이것이 마법은 아닙니다. 타협점이 필요합니다. 고강도 램프는 엄청난 양의 열을 발생시키므로, 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 만약 섀시가 그 열을 제대로 배출할 수 없다면, 필라멘트가 너무 빨리 타버릴 것입니다. 따라서, 얼마나 빨리 처리하고 싶은지와 기계가 견딜 수 있는 열량 사이의 균형을 찾아야 합니다.
결국, 이것이 유일한 해결책으로 보입니다. 이 방법을 사용하면 거대한 가열 요소로 인한 탄소 배출을 줄일 수 있으며, 현대 반도체 공장의 엄격한 화학적 규정도 준수할 수 있습니다.