なぜ赤外線硬化が無鉛チップにとって最適なのか
半導体業界では、「グリーン」で無鉛の基準へと移行しようとしています。しかし、多くの工場では依然として古い方式の対流式オーブンを使っています。正直言って、大量の空気を加熱してエネルギーを伝えるのは非効率的です。電力の無駄遣いであり、時間も無駄になります。
そこで私たちは赤外線硬化方式を採用しました。空気が温まるのを待つ代わりに、赤外線を利用して基板に直接エネルギーを与えます。これは全く異なる種類の加熱方法です。赤外線は空気を通過しないため、エネルギーは直接フォトレジストやはんだペーストに届きます。部屋全体を数時間にわたって高温に保つ必要がないので、素早く加熱でき、サイクルタイムも短縮されます。また、機械の占有スペースも半分程度になります。
そして、無鉛問題もあります。無鉛はんだは扱いにくく、従来のSnPb合金よりも高い温度が必要です。熱風を使ってその温度に到達しようとすると、周囲の部品が損傷したり、PCBが変形したりすることがあります。これはバランスを取るのが難しい問題です。
一方、赤外線を使えば波長を調整できます。適切な短波または中波の放射体を選ぶことで、材料が吸収すべきエネルギーを正確に与えることができます。無鉛合金に適切な温度を与えつつ、基板の他の部分に負担をかけずに済みます。また、ウェーハ1枚あたりの消費電力も少なく、作業場にVOCが排出されることもありません。
ただし、これは魔法ではありません。何らかのトレードオフがあります。高強度の赤外線を使用すると、冷却システムに負担がかかります。また、加熱速度が速すぎるため、「シャドウイング」という問題が発生します。つまり、部品の形状が複雑だと、光が当たらない部分ができてしまいます。
古いオーブンに赤外線ランプを入れるだけではダメです。反射器の角度やランプの配置を正確に調整する必要があります。配置が不適切だと、数秒でウェーハが破壊されてしまいます。
事前の計画が必要ですが、一度設定が完了すれば、本当に便利です。