왜 우리가 전통적인 오븐 대신 적외선을 사용하는가?
솔직히 말해서, 전통적인 대류식 오븐은 이제 구시대의 유물에 가깝습니다. 최근에는 적외선을 이용한 가공 방식이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그 이유는 세계가 친환경적이고 납이 없는 제품을 선호하기 때문입니다. 만약 국제적인 환경 기준을 충족시키고 싶다면, 옛날 방식으로는 더 이상 안 됩니다.
물리학적으로 보면, 일반적인 오븐은 방 전체를 따뜻하게 만듭니다. 결국 공기를 가열하는 데 에너지가 낭비되는 셈입니다. 반면 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 부품에 전달합니다. 공기가 아닌 부품 자체가 따뜻해지는 것입니다.
이는 납이 없는 납땜제에 있어서 매우 중요합니다. 납땜제의 융점은 납이 들어간 납땜제보다 높기 때문에, 충분한 열이 필요합니다. 적외선을 사용하면 장비 전체를 사우나처럼 만들지 않고도 즉시 원하는 온도를 얻을 수 있습니다.
하지만 중요한 것은 단지 열뿐만 아니라 정확도도 중요합니다. 납이 없는 재료들은 까다롭습니다. 너무 높은 온도에서 처리하면 실리콘이 손상됩니다. 반대로 너무 낮은 온도에서 처리하면 부품들이 제대로 작동하지 않습니다. 단파 적외선을 사용하면 거의 즉시 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 이렇게 하면 몇 시간이 걸리던 가공 과정이 몇 분으로 줄어듭니다.
게다가 공간도 절약됩니다. 큰 팬이나 거대한 가열 요소가 필요 없으므로 에너지 비용도 줄어듭니다. 장비도 더 작아집니다. 적외선 램프를 컨베이어 라인에 바로 설치할 수 있습니다.
물론 한 가지 문제가 있습니다. 적외선의 강도는 역제곱 법칙에 따릅니다. 즉, 몇 센티미터의 거리만으로도 부품이 손상될 수도 있고, 반대로 너무 멀리 떨어지면 가공 속도가 현저히 느려집니다. 따라서 특정 재료와 부품의 두께에 맞춰 램프의 높이와 출력 밀도를 정확하게 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼 전체에 고르지 않은 가공 상태가 생기고, 이는 문제가 됩니다.