なぜ赤外線による硬化処理が無鉛半導体に有効なのか
製造プロセスで無鉛材料を使用すると、部品の乾燥方法が完全に変わります。
多くの人々は、従来の対流式オーブンから始めます。空気を加熱し、その熱が基板に伝わることを期待します。しかし、現代の設備では、それは非効率的であり、大量のエネルギーが無駄になります。また、ウェーハが汚染される可能性も高くなります。
赤外線による硬化処理は、部屋全体を加熱するのではなく、電磁波を直接対象物に当てる方式です。
つまり、巨大な金属容器を温める手間が省けます。材料自体の化学結合に直接作用するのです。これを「選択的加熱」と呼びますが、実際には、オーブンの壁を通じての熱損失を防ぐだけです。その結果、電力代が削減され、設備のサイズも小さくなります。
無鉛材料の課題への対処法
問題は、無鉛はんだ付けには適切な濡れ性を得るために、より高い温度が必要だという点です。
従来の加熱方法を使うと、接合部周辺の繊細な部品が損傷したり、熱応力が発生したりするリスクがあります。これは非常に厄介です。
短波長の赤外線なら、数秒で高温度に到達できます。また、VOCを排出する危険な溶剤系の促進剤も不要になります。これにより、環境規制をクリアしつつ、クリーンで乾燥した状態を維持できます。
注意点
ただし、赤外線も万能ではありません。
熱が集中するため、ランプの配置が適切でないと「ホットスポット」が発生し、ウェーハが変形してしまう可能性があります。十分注意が必要です。
安定した処理を行うためには、信頼性の高いPIDコントローラーやセンサーが必要です。また、ランプの端に適切な冷却装置を設置しないと、ランプがすぐに壊れてしまいます。
重要なのは、出力密度とコンベヤーの速度をうまくバランスさせることです。そうすれば問題ありません。