일반적인 대류식 오븐이 어떻게 작동하는지 생각해보세요. 오븐은 공기를 가열시키고, 그 열기가 피처리물을 따뜻하게 만듭니다. 반도체 청정실에서는 이런 방식은 에너지 낭비에 불과합니다. 오븐의 벽과 기계 주변의 공기를 가열하는 데 돈을 쓰는 셈이죠. 게다가 장비의 외부는 매우 뜨거워집니다. 누구도 장비의 섀시가 라디에이터처럼 변해서 작업자들이 화상을 입는 것을 원하지 않습니다.
그래서 우리는 방향성 적외선 가열 방식을 사용하게 되었습니다. 핵심은 적외선 램프가 전자기파를 이용해 에너지를 직접 피처리물에 전달한다는 점입니다. 오븐 내부 전체를 먼저 가열할 필요가 없습니다. 열을 정확히 필요한 곳에만 집중시킬 수 있습니다. 그 덕분에 오븐의 내벽은 시원한 상태를 유지됩니다. 피처리물을 훨씬 빠르게 원하는 온도까지 올릴 수 있으며, 기술자들도 뜨거운 표면을 피할 필요가 없습니다.
물론, 아무 램프나 사용할 수는 없습니다. 우리는 짧은 파장을 가진 석영 램프를 사용합니다. 이 램프는 작은 공간 안에 많은 열을 담을 수 있습니다. 하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 고출력 램프는 너무 강력하기 때문입니다. 초점이나 차폐 처리를 고려하지 않고 고출력 램프를 그대로 사용하면 피처리물이 손상될 수 있습니다. 중요한 것은 와트수와 거리를 적절히 조절하여 재료가 손상되지 않도록 하는 것입니다.
청정실에서 이 시스템을 제대로 작동시키려면 약간의 노력이 필요합니다. 우리는 빠른 반응 속도를 가진 PID 컨트롤러를 사용하여 온도가 너무 올라가서 제품이 손상되는 것을 방지합니다.
또한 열이 방향성을 가지고 있기 때문에, 램프를 목표물에 더 가까이 배치할 수 있습니다. 오븐의 섀시가 열을 흡수하지 않기 때문에 “뜨거운 벽” 문제도 해결됩니다. 그래서 팀원들은 걱정 없이 기계 바로 옆에서 작업할 수 있으며, HVAC 시스템도 방 안의 큰 열원과 싸울 필요가 없습니다. 그냥 제대로 작동할 뿐입니다.