なぜ、無鉛半導体の乾燥には赤外線硬化が最適なのか？
正直に言って、従来の半導体の乾燥方法——巨大な対流オーブンや各種化学薬品を使う方法——は大変厄介です。正確な温度を維持しながら、ウェハーが汚染されないようにするのは非常に困難です。
だからこそ、ますます多くの人々が赤外線硬化法に切り替えているのです。赤外線は、部屋全体に熱風を送る代わりに、放射エネルギーを利用します。これは、より効率的でスマートな方法です。
仕組みとは？
寒い日に太陽の光が肌に当たるのと同じです。空気全体が温まる必要はなく、光が直接肌に当たるだけです。赤外線ランプも同様です。電磁波を直接基板に送り込み、水分や溶剤を直接加熱します。そのため、以前は必要だったVOCを含む触媒や鉛を含むフラックスは不要になります。
これは「直接加熱」方式です。その結果、熱の影響範囲が狭くなり、プロセスもより簡素化されます。
しかし、デメリットもある
半導体の生産スピードに追いつくために、短波長の赤外線が使用されます。このランプは、ごく小さな領域に大量の熱を集中させます。温度上昇もほぼ瞬時です。数秒で済みます。
しかし、問題点もあります。熱が強すぎるのです。
もしサーモカップルの位置が間違っていたり、PID制御が遅れたりすると、局所的に過度な熱が発生します。一歩間違えると、ウェハーが変形してしまいます。冷却ファンや遮蔽装置を適切に使わないと、チップだけでなく、装置全体が壊れてしまいます。
まとめ
無鉛基準というのは、単なる形式上の要件ではありません。無駄を排除するためのものです。
赤外線硬化法の最大の利点は、「暖機時間がない」ことです。スイッチを入れると、光子がターゲットに当たり、すぐに処理が始まります。余計な加熱は不要です。必要以上に部屋を温めるためにキロワットを無駄にすることもありません。
おそらく、これが最もクリーンな乾燥方法でしょう。有害な溶剤を使わず、ウェハー1枚あたりの炭素排出量も減少します。また、グリーン認証を得るために工程を遅らせる必要もありません。本当に優れた方法です。