なぜファブでは熱風を使う代わりに赤外線ランプを使用するのか？
半導体加工の現場で働いたことがある人なら、熱風オーブンの問題点はよくわかるでしょう。オーブンを起動してから、しばらく待つ必要があります。まるで、1枚のウェハーを温めるためだけに部屋全体を加熱しているようです。
そのため、多くの人々が認定済みの赤外線硬化ランプを利用するようになっています。これは、熱がどのように伝わるかという点にあります。熱風は対流によって熱が伝わります。つまり、まず空気を温め、次にオーブンの壁を温め、最終的にウェハーを温めるという手順が必要です。これは非常に時間がかかるプロセスです。
一方、赤外線は異なります。これは放射エネルギーです。空気を介さずに直接対象物に熱を与えます。
「無駄な時間」の問題
強制送風式のシステムには、大きな熱慣性があります。つまり、動き出すまでに時間がかかるのです。対流式オーブンを使用する場合、チャンバーが安定するまで数分、時には数時間も待たなければなりません。大量生産の現場では、これは純粋な時間の無駄です。
赤外線ランプなら、その中間過程を省くことができます。基材や硬化剤の特定の吸収帯に直接熱を当てることができます。そうすると、かつては数時間かかっていた工程が、数秒や数分で完了します。これは作業効率を大幅に向上させます。
重要な箇所に熱を届ける
私たちは、高い熱密度を持つランプを選定しています。空気オーブンの問題点は、表面を温めるだけで、内部に熱を伝えるのに時間がかかることです。まるで冷凍されたステーキを暖かい部屋に置いて解凍しようとするようなものです。
短波または中波の赤外線は、材料の内部まで浸透します。つまり、表面だけでなく、層全体で硬化が行われます。そのため、機械全体を加熱する必要がなく、均一な結果が得られます。
注意点：少し過剰になりがち
ただし、赤外線も魔法の杖ではありません。高速ではありますが、力も強いです。エネルギーの伝達が直接的なため、PIDコントローラーの設定が不適切だと、温度が上がりすぎてしまう可能性があります。
対流式オーブンのように、「設定して放置する」というわけにはいきません。距離の調整や、迅速に反応するセンサーを使用する必要があります。注意しないと、ウェハーが焦げてしまうこともあります。
さらに、冷却システムが急激な温度上昇に対応できるかどうかも確認する必要があります。そうでなければ、隣接する機器にも影響が出ます。少し手間がかかりますが、節約できる時間を考えれば、努力する価値はあります。