왜 적외선 경화가 무연 칩 제조에 적합한 방법인가?
반도체 산업은 ‘친환경적이고 무연인’ 기준을 추구하고 있습니다. 하지만 대부분의 공장들은 여전히 기존의 대류식 오븐을 사용하고 있습니다. 솔직히 말해서, 에너지를 전달하기 위해 엄청난 양의 공기를 가열하는 것은 시간이 많이 걸리는 일입니다. 이는 에너지와 시간의 낭비입니다.
그래서 우리는 적외선 경화 방식으로 전환했습니다. 공기가 뜨거워질 때까지 기다리는 대신, 적외선은 전자기파를 이용해 직접 기판에 에너지를 전달합니다.
이것은 전혀 다른 형태의 열입니다.
적외선은 공기를 완전히 우회하기 때문에, 에너지가 바로 포토레지스트나 납땜제에 전달됩니다. 따라서 방 전체를 몇 시간 동안 뜨겁게 유지해야 하는 거대한 가열 장치는 필요하지 않습니다. 그 결과, 가열 속도가 훨씬 빨라지고, 처리 시간도 단축됩니다. 게다가 기계도 공간을 많이 차지하지 않습니다.
또한 무연 문제도 있습니다. 무연 납땜제는 성질이 까다롭습니다. 기존의 SnPb 합금보다 더 높은 온도가 필요합니다. 만약 뜨거운 공기를 사용한다면, 주변 부품들이 손상되거나 PCB가 비틀어질 수 있습니다. 이는 균형을 맞추기 어려운 문제입니다.
적외선을 사용하면 파장을 조절할 수 있습니다. 적절한 단파나 중파 방사체를 선택함으로써, 재료가 흡수해야 할 에너지를 정확하게 전달할 수 있습니다. 그 결과, 무연 합금에 적절한 온도를 가할 수 있으며, 기판의 나머지 부분에는 부담을 주지 않습니다. 게다가 웨이퍼당 소모되는 전력도 적고, 작업 공간에 유해한 가스도 발생하지 않습니다.
하지만 이건 마법이 아닙니다. 타협점이 있습니다.
고강도 적외선을 사용할 경우, 냉각 시스템이 열을 견뎌내야 합니다. 또한 처리 속도가 너무 빠르기 때문에, 빛이 도달하지 못하는 부분이 생길 수 있습니다.
단순히 기존 오븐에 적외선 램프를 넣는 것만으로는 충분하지 않습니다. 반사판의 각도와 램프 간의 거리를 정확하게 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 특정 부분이 과열되어 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
물론 사전에 좀 더 신중한 계획이 필요하지만, 일단 설정이 완료되면 정말 효과적입니다.