더 이상 오븐을 기다리지 마세요: 왜 산업용 광선 가열이 인기를 얻고 있는가
반도체 제조 과정에 관심이 있다면, 챔버가 온도에 도달할 때까지 기다리는 고통을 잘 알고 있을 것입니다. 오랫동안 우리는 뜨거운 공기를 이용해 웨이퍼를 적절한 온도로 만들려고 했습니다. 하지만 최근에는 상황이 달라졌습니다. 점점 더 많은 곳에서 송풍기 대신 적외선 가열 방식을 사용하고 있습니다.
차이점은 아주 간단합니다. 뜨거운 공기를 이용하는 방식은 매우 느립니다. 공기를 가열했다가 그 공기가 벽을 가열하고, 결국 벽이 부품을 가열하는 것입니다. 중간 단계가 너무 많습니다. 반면 적외선은 그 모든 과정을 건너뜁니다. 적외선은 방사형 에너지이므로, 램프에서 직접 기판으로 에너지가 전달됩니다.
속도가 엄청나게 빠릅니다.
뜨거운 공기를 이용할 경우, 엄청난 열적 관성 문제가 있습니다. 설정된 온도에 도달하기까지 몇 분, 혹은 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 반면 적외선 램프는 즉시 작동합니다. 스위치를 켜면 몇 초 만에 원하는 온도에 도달합니다. 이는 공장 운영자에게 있어서 생산 주기를 단축시키고, 불필요한 난방 비용을 줄여주는 효과가 있습니다.
물론, 아무 램프나 사용할 수는 없습니다. 고순도 석영으로 만들어진 보호판을 사용하는 이유가 있습니다. 이 보호판은 가열 요소를 보호하며, 오염 물질을 차단하면서도 단파 적외선이 그대로 통과할 수 있도록 합니다.
또한 석영은 충격에 강합니다. 저가의 유리를 사용한다면, 전원을 켜는 순간 바로 깨질 가능성이 있습니다.
물론, 이것이 마법의 도구는 아닙니다. 장단점이 있습니다. 적외선은 방향성이 있기 때문에, “보이는” 부분만 가열됩니다. 부품의 형태가 복잡하거나 구조가 복잡하다면, 일부 부분은 여전히 차가울 수 있습니다. 그러므로 램프의 위치와 반사판의 각도를 신중하게 조절해야 합니다.
그럼에도 불구하고, 시간을 절약하고 싶은 사람들에게는 적외선 가열이 최선의 선택입니다. 공기의 느린 열 전달 방식 대신 빛의 속도를 활용할 수 있습니다.
한 가지 주의할 점은, 램프 주변의 열을 효과적으로 처리할 수 있는 냉각 시스템이 필요하다는 것입니다.