無鉛チップのIR硬化処理を正しく行うには
半導体業界では、環境に優しい製品を作るために鉛を使わないようにという圧力が強い。しかし、そのために組み立てラインの速度を落とすのは誰も望んでいない。そこで役立つのがIR硬化処理だ。巨大なオーブンを温める時間を無駄にする代わりに、IR光は直接基板に当たる。これにより、処理時間が短縮され、クリーンな処理が可能になる。
ただし、問題点もある。ランプだけでは十分ではない。無駄になったエネルギーを回収し、再びウェーハに戻すために、高反射率のアルミニウム反射板が必要だ。それがなければ、お金を無駄にしていることになる。
熱が実際にどこに行くか
IRランプは電球のように、あらゆる方向に放射線を放出する。反射板がなければ、出力の半分が機械のフレーム内に消えてしまう。
私たちは高純度のアルミニウムを使用する。なぜなら、短波や中波の光を効果的に扱えるからだ。アルミニウムを放物面や楕円形に曲げることで、熱を正確に必要な場所に集中させることができる。
その結果、PCBやウェーハ上の熱密度が高まり、消費電力を減らしながらも同じ速度で硬化処理を行うことができる。これは、理にかなった方法だ。
材料の詳細
これらの反射板は厳しい環境下で使われる。半導体製造ラインでは、常に加熱されたり冷却されたりする。アルミニウムが薄すぎると変形してしまう。そうなると、熱の分布が乱れ、問題が発生する。
酸化による性能低下を防ぐため、アノード処理や研磨処理を施す。ただし、研磨されたアルミニウムは見た目は良いが、指紋やほこりが付着しやすい。クリーンルーム内なら問題ないが、表面に汚れが付くと、ライン上に「冷却不良の部分」ができてしまう。
エネルギーコストの削減
適切な反射板を使えば、IR硬化処理の起動時間が大幅に短縮される。数秒で済むのだ。空気を温めるのではなく、部品自体を直接温めるからだ。また、化学乾燥機から出る有害な揮発性有機化合物もなくなり、環境保護の観点からも良い。ただし、冷却システムがその集中した熱に対応できるか確認する必要がある。さもないと、ランプが壊れてしまう可能性がある。