半導体の生産過程におけるIR硬化技術を活用して環境に優しい製造を実現しよう
正直に言って、従来の対流式オーブンというのは、巨大でエネルギー消費が多い装置です。半導体業界では、無鉛化や環境に優しい製造方法を目指していますが、ウェハを乾燥させるために大量の空気を加熱するのは、時間もお金も無駄になります。
そのため、ますます多くの人々が赤外線硬化技術を採用しています。部屋全体を加熱する代わりに、直接基板に熱を当てるのです。
なぜエネルギーを節約できるのか
通常の乾燥オーブンを考えてみてください。壁や空気、シール部分まで全てが加熱されてしまいます。これは非効率的です。
一方、赤外線硬化技術は異なります。電磁波を使ってエネルギーを直接フォトレジストや接着剤に伝えます。これを「選択的加熱」と呼びますが、簡単に言えば、必要な部分だけを加熱するということです。
最も良い点は、作業時間が数時間から数秒に短縮されることです。本当に速いのです。そして、それによって1枚あたりの電力代も大幅に削減されます。
有害物質の排除
無鉛化の基準は厳しく、温度の管理が難しいです。少しでも温度が高すぎると、回路が壊れたり、はんだに欠陥が生じたりします。
しかし、赤外線硬化技術を使えば、波長を調整して、化学物質が必要とする条件に合わせることができます。これにより、熱風では得られないほどの精度が得られます。このような精度があれば、安定した状態を維持するために鉛含有の添加剤を使う必要がありません。
実際の工場での状況
もちろん、赤外線硬化技術が魔法のようなものだとは言いません。いくつかの課題もあります。
まず、センサーの配置が重要です。対流式オーブンと同じ場所にサーミスタを置くと、低温部分ができてしまいます。空気が動かないため、センサーの位置が非常に重要です。
また、熱自体も問題です。高密度の赤外線ランプは大量のエネルギーを放出します。保護策を怠ると、機械自体の電子部品が損傷してしまいます。これは良くありません。
収率を低下させずにこの技術を活用したいのであれば、閉ループPIDコントローラを使用しましょう。温度を±1℃以内に保つことで、プロセスがスムーズに進み、問題も起きにくくなります。