なぜ半導体工場は大きな対流式オーブンをIR硬化装置に置き換えているのか
ほとんどの半導体工場では、その巨大な対流式オーブンが使われなくなっている。これは理にかなっている。グリーンエネルギーへの取り組みや、無鉛材料に関する厳しい規制の影響で、昔の方法ではもはや十分ではないのだ。
実際のところ、IR硬化装置の利点は、空気を全く考慮しない点にある。つまり、直接基板自体を加熱するのだ。巨大な金属製の箱の内壁を加熱するために大量のエネルギーを消費する必要はないのだ。
実際の動作原理
これは、直接的なエネルギーの供給と考えることができる。熱い空気が循環するのを待つ代わりに、IRは電磁波を使ってフォトレジストや接着剤中の分子を動かすのだ。
この過程はほぼ瞬時に行われる。波が材料の内部に浸透するため、内側から硬化が進むのだ。その結果、スピードアップが図れ、部品に不要な熱が長時間かけて与えられることもない。
無鉛基準への対応
問題は、無鉛のはんだやポリマーは硬化するのにかなりの熱が必要だということだ。対流式の場合、高い温度に達するために、ボード上の他の部分も過熱してしまうことがある。まるで、家全体を100度に温めて、ピザ1枚だけを温めようとするようなものだ。
短波長のIRはこの問題を解決する。正確で強力な熱を提供するのだ。必要な温度に到達するが、ボードの他の部分は過熱されない。
デメリットとメリット
電気代は大幅に削減される。巨大なファンや加熱素子を24時間稼働させる必要もない。ランプは、実際に部品が置かれている時だけ点灯する。とてもシンプルだ。
しかし、注意が必要だ。強度を高く設定しすぎると、表面が早く硬化し、下の部分に溶剤が残ってしまうことがある。また、コンベヤの速度やランプの位置に注意しないと、気泡ができてしまう。そうなってしまうと、一括して廃棄せざるを得ない。
工場への適用
最も良い点は、スペースを節約できることだ。10メートルものオーブンを撤去し、コンパクトなIR硬化装置に置き換えることができる。スペースが狭くなり、二酸化炭素の排出量も減少し、部品の処理速度も大幅に向上する。