なぜ、鉛フリーチップの硬化処理に赤外線を使用するのか
半導体業界は、ついに鉛を含むはんだや、有害な溶剤を使った乾燥方法を捨てようとしています。それは当然の流れです。しかし、問題は、ウェーハが損傷したり、過度な電力消費によって問題が生じないように、正確な温度を維持する必要があることです。
そこで役立つのが赤外線による硬化処理です。これは、目標とする「グリーン基準」を達成するための最も効率的な方法です。
物理的な原理
通常の対流オーブンを考えてみましょう。まず空気が加熱され、その後、その空気が部品を加熱します。これは遅く、エネルギーの無駄遣いになります。一方、赤外線は異なります。電磁波を利用して、つまり光子が直接基板に当たるのです。
巨大なファンや大規模な空気調節装置は不要です。わずかな部品を加熱するために部屋全体を加熱する必要もありません。これは非常に合理的です。
さらに、鉛フリー材料は繊細です。通常、融点が高く、許容範囲も狭いです。赤外線を使えば、数秒で所定の温度に到達できます。つまり、目的の部分が硬化するのを待っている間に、周囲の部品が過度に加熱される心配がありません。非常に精密です。
清潔さの保持
鉛フリー仕様を目指す場合、何らかの排出物が出てはいけません。絶対に。
赤外線による硬化処理は乾式のプロセスです。クリーンルーム内に燃焼残渣や奇妙な化学物質が残ることはありません。石英系のエミッターを使用するため、ガスの発生もありません。
また、スペースの節約にもなります。赤外線装置をコンベヤーラインに直接取り付けることができます。その結果、機械のサイズが小さくなり、巨大なオーブンを一定の温度に保つための電力費も削減できます。
実際の課題
もちろん、赤外線も完璧ではありません。いくつかの問題があります。
部品の形状が特殊な場合――例えば、深い穴や厚さが異なる場合——問題が生じることがあります。表面が加熱される前に、内部が過度に加熱されてしまう可能性があります。ランプの位置や配置を適切に設定しなければ、ホットスポットが発生します。
これを解決するために、パルス状の赤外線や調整可能な電力制御装置を使用します。これにより、温度を安定させ、部品が過度に負荷を受けるのを防ぎます。少し調整が必要ですが、一度設定すれば問題ありません。