왜 청정실에서는 대류식 오븐 대신 적외선 램프를 사용하는가?
반도체 연구실에서 일해본 사람이라면, 전통적인 대류식 오븐의 단점을 잘 알 것입니다. 공기를 가열하여 부품을 데우는 방식이기 때문에 시간이 많이 걸립니다. 또한 에너지 소비도 많습니다. 솔직히 말해서, 오염 문제도 심각합니다.
그래서 우리는 벤치용 적외선 램프를 사용하기 시작했습니다. 특히 현재는 모두가 비납 성분을 사용하고 친환경적인 기준을 추구하고 있으므로, 열을 가하는 방식도 바뀌어야 합니다.
중간 과정을 생략함
대류식 오븐은 마치 한 잔의 커피를 데우기 위해 방 전체를 데우려는 것과 같습니다. 이는 낭비입니다. 적외선 램프는 공기를 전혀 사용하지 않고 직접 전자기파를 부품에 전달합니다. 따라서 재료의 특정 흡수 대역을 정확하게 조절할 수 있으며, 기계나 주변 공기를 가열하는 데 에너지를 낭비하지 않습니다. 그저 웨이퍼만을 직접 가열하는 것입니다.
이 방식은 에너지 비용을 줄여주며, 작업도 더 빠르게 진행됩니다.
완벽한 청결 유지
비납 납땜을 할 때는 오차가 허용되지 않습니다. 온도를 너무 높이면 부품이 손상됩니다. 적외선 램프의 장점은 바로 속도입니다. 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 하지만 진짜 장점은 청결성입니다. 고순도 석영으로 만들어진 램프를 사용하기 때문에, 램프에서 어떤 물질도 외부로 유출되지 않습니다. 연소 가스도 없고, 시간이 지나면서 부서지는 부품도 없습니다. 청정실에서는 이것이 큰 장점입니다.
단점도 있습니다
물론 적외선 램프도 완벽한 것은 아닙니다. “시야선”이 필요합니다. 부품의 형태가 이상하거나 구석이 깊으면 “그림자 효과”가 발생합니다. 즉, 빛이 닿지 않는 곳은 가열되지 않습니다. 이를 해결하려면 램프의 위치와 반사판의 각도를 신중하게 설정해야 합니다.
또한, 그냥 램프를 연결해두고 가면 안 됩니다. 정밀한 PID 컨트롤러가 필요합니다. 램프가 너무 빠르게 가열되기 때문에, 적절한 피드백 제어가 없으면 열충격이 발생할 수 있습니다.
제어를 제대로 하면, 완벽한 작업 환경을 만들 수 있습니다.