왜 수소 센서 제조 공장에서는 뜨거운 공기 대신 적외선을 사용하는가?
공장에서 일해본 사람이라면 잘 알고 있겠지만, 센서 층의 안정성을 유지하기 위해서는 온도 조절이 매우 중요합니다. 오랫동안 우리는 뜨거운 공기를 이용해 온도를 조절해왔습니다. 물론 이 방법도 효과적이긴 하지만, 속도가 너무 느립니다.
최근에는 적외선을 이용한 가열 방식으로 전환하고 있습니다. 공기를 이용한 시스템이 가열되고 식는 데 걸리는 시간 때문에 생산성이 크게 저하되기 때문입니다.
기다리는 시간을 줄이는 것
뜨거운 공기를 이용한 오븐은 큰 상자 안의 공기를 가열하는 방식입니다. 기판이 적절한 온도에 도달할 때까지 몇 분씩 기다려야 합니다. 반면 적외선은 에너지를 직접 센서 기판에 전달합니다. 이렇게 하면 온도에 도달하는 데 걸리는 시간을 분에서 초로 줄일 수 있습니다. 웨이퍼를 처리할 때 이러한 속도는 매우 중요합니다. 한 교대 근무 시간 동안 더 많은 작업을 할 수 있습니다.
열을 필요한 곳에 집중시키기
이런 경우에는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 뜨거운 공기의 문제점은 온도 분포가 불균일해진다는 것입니다. 반면 적외선을 이용하면 정확하게 원하는 곳에 열을 전달할 수 있습니다. 에너지 밀도가 높아져서 경화나 소결 과정도 훨씬 빨라집니다.
단점
물론 적외선도 마법 같은 것은 아닙니다. 열이 너무 강력하기 때문에 열충격에 주의해야 합니다. 너무 빨리 열을 가하면 얇은 막이 깨질 수 있습니다. 따라서 신중한 조절이 필요합니다. 또한 PID 컨트롤러가 램프의 빠른 반응 속도에 맞게 조정되어야 합니다. 그렇지 않으면 문제가 생길 수 있습니다.
더욱이, 기존의 오븐에 그냥 연결해서 사용할 수는 없습니다. 송풍기나 덕트 대신 램프와 반사판을 사용해야 합니다. 하드웨어를 전면 교체해야 합니다.
하지만 더 많은 공간을 확보하지 않고도 생산량을 늘리고 싶은 사람들에게는 이 방법이 최선의 선택입니다. 한 번의 처리 과정에서 절약되는 시간만으로도 이 변화는 충분히 가치가 있습니다.