なぜ、無鉛半導体の製造には金コーティングされた赤外線ランプが使われるのか？
半導体業界では、「グリーン」で無鉛の製品を目指す動きが活発です。理論上は素晴らしいことですが、実際の製造現場では大きな問題が生じます。従来の対流式オーブンは、空気やチャンバーの内壁を加熱するのに多くのエネルギーを消費してしまいます。つまり、製品自体を加熱する前に、余計なエネルギーが浪費されてしまうのです。
だからこそ、私たちは金コーティングされた赤外線ランプに切り替えました。空気が温まるのを待つ代わりに、直接必要な場所に熱を送り込むのです。
金コーティングの魔法
一般的な石英ランプは、広範囲の赤外線を放出します。しかし、これではチャンバーの構造部分や基板上の部品が過度に加熱されてしまいます。本来は、対象となる部分だけを加熱したいのです。
石英に薄い金の層を加えることで、選択的なフィルターができます。これにより、長波長の赤外線はフィラメントに反射され、短波長の赤外線だけが通過します。その結果、エネルギーが直接はんだペーストやフォトレジストに届きます。待つ必要もなく、部屋全体を温める時間も不要です。これにより、より効率的な加熱が可能になります。
エネルギーの節約（そして精神的な負担の軽減）
無鉛はんだは、従来の有鉛はんだよりも高い温度が必要です。もし従来の加熱要素を使い続けると、電気代が急増し、作業時間も遅くなります。これは非常に厄介です。
金コーティングされた赤外線ランプなら、この問題を解決できます。直接加熱されるため、ウェーハ1枚あたりに必要なキロワット数が少なくなります。また、化学的な触媒や燃焼ガスの心配もありません。純粋でシンプルな電力利用です。
注意点
もちろん、これは完全な魔法ではありません。非常に高い熱密度が得られますが、それには代償があります。金コーティングにより、ランプ自体が非常に高温になります。冷却ファンやヒートシンクが不十分だと、問題が発生する可能性があります。チャンバーの構造部分やセンサーが破損してしまうかもしれません。
もう一つのアドバイス：電源にも注意してください。電圧の急上昇は、フィラメントにとって致命的です。また、コントローラーの設定も赤外線の速度に合わせて調整する必要があります。反応が遅すぎると、目標温度を超えてしまい、チップが破損してしまいます。