왜 우리는 전통적인 오븐 대신 적외선을 이용하는가?
반도체 산업은 마침내 그런 구식 대류식 오븐들을 버리고 있습니다. 그 이유는 우리 모두가 ‘무연화’와 친환경 에너지 사용이라는 목표를 추구하기 때문입니다. 하지만 진짜 이유는 더 간단합니다. 기존의 방식은 효율성이 너무 낮기 때문입니다.
일반적인 오븐의 경우, 먼저 공기를 가열해야 하고, 그 다음에 벽면을 가열해야 합니다. 그러고 나서야 비로소 기판이 가열됩니다. 이는 많은 에너지가 낭비되는 방식입니다.
반면, 적외선을 이용하면 그런 과정을 생략할 수 있습니다. 에너지가 직접 재료에 전달됩니다. 중간 단계가 없으며, 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요도 없습니다.
에너지 및 공간 절약
가장 좋은 점은, 적외선은 coating나 접착제에서 실제로 열이 필요한 부분만을 집중적으로 가열한다는 것입니다. 단파나 중파 방출기를 사용하면 거의 즉시 열 반응을 일으킬 수 있습니다.
따라서 처리 시간을 몇 시간에서 몇 초로 줄일 수 있습니다. 처리 속도가 이렇게 빠르다면, 넓은 공간을 차지하는 큰 기계는 필요하지 않습니다. 게다가, 거대한 금속 상자를 몇 시간 동안 가열하는 데 드는 전력 비용도 줄어듭니다.
무연 접합재의 문제점
무연 납땜재로 전환하는 것은 결코 쉽지 않습니다. 이러한 재료들은 훨씬 더 높은 온도와 정밀한 제어가 필요합니다.
온도가 너무 높으면 기판이 변형됩니다. 반대로 온도가 너무 낮으면 ‘추운 접합부’가 생겨서 많은 재료가 낭비됩니다.
적외선을 이용하면 정확한 온도를 조절할 수 있습니다. 이는 마치 외과적인 치료와 같아서, 재료에 필요한 만큼의 열만을 가하고 나머지 장비는 손상시키지 않습니다.
단점: 열 관리
물론, 적외선도 완벽한 해결책은 아닙니다. 적외선의 세기는 매우 강력합니다. 그래서 그냥 오래된 오븐에 램프를 설치하는 것만으로는 안 됩니다. 열이 너무 집중되기 때문에, 적절한 냉각 방식이 필요합니다. 공기 순환이 원활하지 않으면 열이 집중되어 작업 결과가 망가질 수 있습니다.
저는 항상 정확한 온도 측정 장치를 사용할 것을 권장합니다. 이 장치들은 실시간으로 온도 데이터를 컨트롤러에 전달하여 모든 것을 안정적으로 유지하고, 부품이 손상되는 것을 방지합니다. 이것이 바로 피드백 루프의 중요성입니다.