なぜ赤外線による硬化処理が無鉛半導体に適しているのか
半導体業界では、「グリーン」で無鉛の基準を目指して努力が続けられています。理論上は素晴らしいことですが、実際の現場では問題が多いのです。
長い間、私たちは大きな対流式オーブンを使ってきました。しかし問題は、わずかなウェハーを温めるために大量の空気を加熱する必要があるという点です。これはエネルギーの無駄遣いであり、また、部品が汚染される可能性もあります。
そこで、私たちはデジタル式の赤外線乾燥装置に切り替えました。空気を加熱する代わりに、赤外線が直接基板に当たります。中間過程がないため、エネルギーの無駄もありません。
直接加熱の効果
寒い日に太陽の光が肌に当たるのを思い出してみてください。周囲の空気が温まるのを待つ必要はなく、すぐに暖かさを感じることができます。赤外線硬化処理も同じ原理です。光子がコーティングや接着剤の分子を振動させるので、数秒で所定の温度に到達します。厚いオーブン壁による熱損失の心配もなく、電気代も合理的になります。
さらに、デジタルコントローラーを使えば、波長を調整することができます。無鉛はんだや樹脂が必要とする条件に合わせて出力を調整すれば、PCBの他の部分を傷めることなく、接合部だけを加熱できます。もう、基板が変形する心配もありません。
常に安定した環境を維持する
この業界では、5℃の変動でも、完璧な製品と廃棄品との違いになります。従来の加熱方式では、温度が急激に上昇してしまいます。私たちはPID制御機能を持つデジタルコントローラーを使用して、これを防ぎます。これにより、温度を厳密に管理できます。
そして最も良い点は、スペースの節約です。赤外線装置は、巨大なトンネル型オーブンと比べて非常に小さいため、クリーンルームのスペースを有効活用できます。
現実的な妥協点
赤外線も魔法の杖ではありません。見通し範囲内でしか作用しません。部品の形状が特殊で、深い穴や隠れた部分がある場合、赤外線はそこに届きません。その場合は、回転式の治具や多方向から光を当てる装置を使って、すべての部分を均等に加熱する必要があります。
もう一つ注意点があります。高強度のランプは熱を発生させます。光だけでなく、端子も耐久性が求められます。24時間稼働させる場合は、配線が適切な耐荷重を持っているかを確認してください。火災によって生産性が損なわれるのは避けたいですよね。