왜 우리가 공장에서 적외선 광경화 방식으로 전환하는가?
건조 라인의 에너지 사용량을 점검할 때마다 저는 한 가지를 고민합니다. 바로 생산 속도를 늦추지 않으면서도 탄소 배출을 줄일 방법입니다.
기존의 대류식 오븐들은 사실상 엄청난 양의 공기를 가열하는 거대한 상자에 불과합니다. 이는 매우 낭비적인 방식입니다. 웨이퍼를 가열하기 위해 굳이 공기를 가열할 필요가 없습니다. 적외선 광경화 방식은 이러한 논리를 완전히 뒤바꿉니다. 방 안 전체를 따뜻하게 하는 대신, 에너지를 직접 기판에 전달합니다.
이건 전혀 다른 종류의 열입니다.
우리는 단파 및 중파 적외선 램프를 사용하여 용제나 저항체가 흡수하는 파장대를 정확히 타겟팅합니다. 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 광자들이 즉시 웨이퍼 표면에 도달합니다.
그 결과, 건조 시간이 분 단위에서 초 단위로 줄어듭니다. 탄소 배출도 줄어들고, 생산 속도도 빨라집니다. 모두에게 이익이 되는 방식입니다.
게다가 환경적인 측면도 고려해야 합니다.
납이 포함되지 않은 부품을 사용하려는 것은 단순히 납땜 때문만이 아니라, 전체적인 가열 과정과 관련이 있습니다. 대류식 가열 방식의 경우, 긴 시간 동안 가열을 유지하기 위해 강력한 화학적 안정제나 납 함유된 플럭스가 필요합니다.
하지만 적외선 광경화 방식은 다릅니다. 빠르고 정확합니다. 기판이 손상될 기회가 있기 전에 온도를 높였다가 다시 낮출 수 있습니다. 유해한 가스도 발생하지 않으며, 청정실로 열이 유출되어 HVAC 시스템이 과부하에 걸리는 일도 없습니다.
하지만 문제점도 있습니다.
그냥 히터를 제거하고 적외선 램프를 설치한다고 해서 끝나는 것이 아닙니다. 적외선 램프는 엄청난 양의 열을 방출합니다. 컨베이어의 속도가 조금이라도 잘못되거나, 전력량이 너무 높으면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 이는 큰 재앙입니다.
따라서 매우 정밀한 피드백 루프가 필요합니다. 온도계와 전력 공급 장치가 실시간으로 서로 소통하여 온도가 너무 높아지는 것을 막아야 합니다.
최근에는 펄스식 적외선 방식을 사용했을 때 가장 좋은 결과를 얻었습니다. 이 방식은 시설에 가해지는 열 부담을 훨씬 줄여줍니다. 솔직히 말해서, 생산성을 해치지 않으면서도 글로벌 ESG 목표를 달성하는 가장 쉬운 방법입니다.