なぜ無鉛チップの製造にIR硬化方式を採用するのか
半導体業界は、もう昔から使われてきた大型の熱風乾燥機や溶剤を使った乾燥方法から脱却しつつあります。正直、そろそろその時が来ているのです。私たちは、従来の対流加熱方式の代わりに、デジタル式の赤外線乾燥装置を使用しています。
大きな違いというのは、IR乾燥装置は熱風を送るのではなく、放射線を利用して加熱する点です。これにより、よりクリーンな環境での作業が可能になります。また、これによって工程自体を「グリーン」で無鉛化することができます。
実際の動作原理
通常のオーブンを考えてみてください。オーブンはまず空気を温め、その空気が基板を温めます。しかし、これは遅く、大量の電力が必要です。さらに、空気中のほこりや微粒子がウェーハに付着してしまう問題もあります。
一方、IR乾燥装置は異なります。ランプから放出される電磁波が直接溶剤や硬化剤に作用します。まるで熱探知ミサイルのようです。すべてが迅速に進行し、必要な場所だけを効果的に加熱できます。その結果、機械全体がヒーターのようになることもなく、電気代も節約できます。
精度の調整
ただ、IRランプのスイッチを押しただけではいけません。そうすると、フォトレジストが焦げたり、繊細な回路が損傷したりする可能性があります。
そこで、デジタルコントローラーが役立ちます。これを使って出力を調整し、温度が過度に上昇しないようにします。出力を適切に調整することで、熱を狭い範囲に抑えることができます。これにより、破損した部品が減り、廃棄物も大幅に減少します。
デメリット
でも、全てが完璧というわけではありません。VOCを多く含む化学薬品やオゾンを発生させるUVランプを使わないことで、確かに炭素排出量は削減できます。しかし、熱密度が高いため、ランプが非常に高温になります。排気や冷却システムを適切に設計しなければ、ランプの寿命が短くなってしまいます。
応用分野
この技術は、接着剤の硬化やはんだペーストの硬化に最適です。燃焼や溶剤を使った加熱が不要なので、熱源自体がクリーンです。鉛もなく、汚れもありません。これは、古い熱風乾燥方式を置き換えるのに理想的な方法です。