なぜ、鉛フリー半導体の硬化処理に赤外線を利用するのか
環境に優しく、鉛を含まない製品を目指す動きの影響で、私たち多くの人々は、硬化処理の方法を見直さざるを得なくなっています。従来の対流式オーブンではもはや十分ではありません。そこで、私たちは真空チャンバー内で赤外線ヒーターを使用するようにしました。
赤外線は、空気を加熱するのではなく、電磁波を利用しています。これにより、有害な化学溶剤を使う必要がなくなり、乾燥プロセスに伴う炭素排出量も大幅に減少します。
真空中での加熱の仕組み
問題は、真空中では対流が存在しないという点です。単純に熱い空気を送っても、効果はありません。
赤外線ヒーターは、光子を直接基板に照射することでこの問題を解決します。これにより、エネルギーの無駄遣いがなくなります。つまり、チャンバー全体を加熱する必要がなく、材料の特定の吸収帯にのみエネルギーを集中させることができます。
加熱源の仕組み
必要な温度を得るために、短波または中波の赤外線放射体を使用します。これらの装置は、非常に小さな空間に大きなエネルギーを込めることができます。
通常、ウェーハが汚染されないように、これらの装置を石英で覆います。しかし、注意点があります。ランプから発生した熱を逃がす空気がないため、必ず専用の水冷システムが必要です。これを怠ってはいけません。冷却システムが故障すると、何が起こったのか気づく前にシール部分が破損してしまいます。
実際の利点と欠点
速度は驚くほど速いです。処理時間が数時間から数分に短縮されます。
しかし、完璧というわけではありません。赤外線の熱は方向性があるため、部品の形状が複雑だと、放射線が届かない「冷たい部分」ができてしまいます。これを解決するには、複数のランプを使用したり、反射板を使ってウェーハ全体を均等に加熱する必要があります。
最大の利点は、VOCを大気中に放出しなくて済むことです。つまり、電源や冷却システムがその熱に耐えられる限り、鉛フリー材料の硬化処理をよりクリーンで迅速に行えるのです。