なぜカーボンファイバー式の赤外線ランプが半導体工場で古いオーブンに取って代わられているのか
正直に言えば、対流式オーブンや溶剤を使った乾燥法はもう限界に来ています。ほとんどの工場では、これらの方法を使わなくなっています。その理由は、まず機械自体が重くて扱いにくいからですが、何よりも「無鉛化」や「環境に優しい製造方法」といった規制が変わったからです。
そこで登場するのがカーボンファイバー式の赤外線ランプです。これは、より効率的な乾燥方法です。燃焼や化学触媒を使う代わりに、電力を直接赤外線エネルギーに変換するのです。非常にシンプルです。
実際の働き方
高純度の石英管の中にカーボンファイバーフィラメントが入っていると想像してみてください。カーボンファイバーは、以前使われていたタングステンフィラメントよりもはるかに多くの熱を受け止めることができます。そして、中波～長波の赤外線エネルギーを放出し、それが直接基材に当たります。
最も良い点は、部屋の空気を温める必要がないということです。ウェーハや接着剤自体を直接加熱するのです。効率的で、エネルギーの無駄も30％～50％減少します。
厳しい条件に対応する
無鉛のはんだや接着剤を使用する場合、温度管理が非常に重要です。わずかな温度上昇でも部品が損傷してしまいます。カーボンファイバー式のランプは、数秒で温度を上げることができます。また、必要な温度に合わせて出力を調整することも可能です。さらに、加熱要素からはVOCが漏れ出さないので、クリーンルーム内の環境を守ることができます。まさに理想的な乾燥方法です。
デメリットもある
もちろん、完璧なわけではありません。サイズが小さく、反応速度も速い一方で、カーボンファイバーは金属製のヒーターよりも繊細です。工場内に振動が多かったり、取り付けが緩かったりすると、フィラメントが壊れてしまう可能性があります。また、電源の設定も注意が必要です。カーボンファイバーには固有の抵抗値があるため、適切な電力を供給しないと、最初の起動時に破損してしまうことがあります。
それでも、今ではこの種のランプが古い乾燥装置に取って代わっています。これにより、二酸化炭素の排出量を減らし、無鉛製造における厳しい温度要件を簡単に満たすことができます。