왜 우리가 전통적인 오븐 대신 적외선을 사용하는가?
솔직히 말해서, 전통적인 대류식 오븐은 정말 불편합니다. 그건 사실상 엄청난 양의 에너지를 낭비하는 거대한 ‘뜨거운 상자’에 불과합니다. 웨이퍼를 건조시키기 위해 엄청난 양의 공기를 가열해야 하고, 그 공기가 제대로 흐르기를 기다려야 합니다. 속도도 느리고, 사용하기도 복잡할 뿐만 아니라, 무연 제조 방식과도 맞지 않습니다.
그래서 점점 더 많은 사람들이 적외선을 이용한 경화 방식으로 전환하고 있습니다.
진짜 차이점은 바로 여기에 있습니다. 적외선은 공기를 가열하지 않습니다. 전자기파를 이용해 에너지를 직접 재료로 전달하는 것입니다. 방 전체를 가열하는 것이 아니라, 특정 부분만을 가열하는 것입니다.
속도 면에서도 엄청난 차이가 있습니다. 전통적인 오븐은 계속 가열되는 동안 에너지를 낭비하는 반면, 적외선 램프는 몇 초 만에 목표 온도에 도달합니다. 단파 및 중파 방출기를 사용함으로써, 수지나 접착제의 특정 흡수 대역을 정확하게 조절할 수 있습니다. 이 방법은 더 깨끗하고, 빠르며, 훨씬 효율적입니다.
게다가, 무연 소재를 사용할 때 발생하는 문제도 줄어듭니다. 무연 납땜재는 매우 섬세하기 때문에, 온도가 조금만 변해도 부품이 변형되거나 산화될 수 있습니다. 하지만 적외선을 사용하면 파장을 조절할 수 있으므로, 열이 얼마나 깊이 침투할지를 제어할 수 있습니다. 이를 통해 대류식 오븐에서 발생하는 ‘과도한 가열’ 문제도 해결됩니다. 또한 연소가 일어나지 않으므로, 청정실도 깨끗하게 유지됩니다. VOC나 이상한 가스도 발생하지 않습니다.
하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. trade-off가 있습니다. 작은 공간에 엄청난 양의 열을 가하면, 그 부분이 급격히 뜨거워집니다. 만약 하우징이 그런 열을 견딜 수 없다면, 센서의 값이 변동하여 문제가 생길 수 있습니다.
웨이퍼가 타지 않도록 하려면, 그냥 설정해두고 방치할 수는 없습니다. 온도를 정확하게 조절하기 위해 PID 컨트롤러와 클로즈드-루프 파이로미터가 필요합니다.
물론, 큰 오븐을 켜는 것보다는 조금 더 복잡하지만, 그 대가로 무연 소재를 사용할 수 있는 저탄소 공정을 얻을 수 있습니다. 저는 언제든지 그런 선택을 할 의향이 있습니다.