왜 센서 포장에는 열풍 대신 적외선을 사용하는가?
반도체 포장 작업을 해본 사람이라면, 기다리는 시간이 얼마나 짜증나는지 알 것입니다. 특히, 부품이 가열될 때까지 기다리는 시간 말입니다. 오랫동안 우리는 열풍을 이용해 부품을 가열해왔습니다. 하지만 솔직히 말해서, 그 방식은 너무 느립니다.
문제는 열풍의 작동 원리에 있습니다. 먼저 공기를 가열해야 하고, 그 공기가 기판을 가열하고, 마침내 부품이 가열됩니다. 마치 현관부터 먼저 따뜻하게 만들어서 집 전체를 따뜻하게 하는 것과 같습니다.
적외선은 그 중간 단계를 생략합니다. 에너지를 직접 목표물에 전달할 수 있습니다.
시간이 모든 것을 결정합니다
열풍 오븐은 성능이 떨어집니다. 열적 관성이 너무 크기 때문에, 오븐이 작동하기까지 오랜 시간이 걸립니다. 오븐을 예열하는 데 한 시간이 걸리고, 부품이 가열되기까지는 몇 분이 더 필요합니다.
반면 적외선을 사용하면 거의 즉시 작동합니다. 스위치를 켜면 광자가 센서 포장에 닿아 부품이 가열됩니다. 처리 시간을 몇 분에서 몇 초로 줄일 수 있습니다. 대량 생산을 할 때는 이러한 차이가 공정의 원활한 진행과 병목 현상을 유발할 수 있습니다.
“냉각 지점”을 없애다
대류식 오븐을 사용해본 사람이라면, 불균일한 열 분포로 인한 문제를 잘 알 것입니다. 중간 부분의 부품이 제대로 가열되도록 하려면 전체 공정 시간이 더 길어집니다. 이는 시간 낭비입니다.
적외선은 다릅니다. 원하는 곳에 열을 집중시킬 수 있습니다. 센서 포장의 특정 부분만을 가열할 수 있으며, 전체 케이스를 가열할 필요가 없습니다.
가장 좋은 점은 공간 활용도가 높아진다는 것입니다. 더 이상 방의 절반을 차지하는 큰 단열 상자가 필요하지 않습니다. 정밀한 적외선 배열만으로도 충분합니다.
단점도 있습니다
적외선은 빠르긴 하지만, 너무 강력할 수 있습니다. 전력을 너무 세게 가하면 부품이 손상될 수 있습니다. 표면이 과열되어 단단해지는 현상이 발생할 수 있습니다.
따라서 주의해야 합니다. 적외선의 파장을 사용하는 재료에 맞게 조절해야 합니다. 전력 밀도가 적절하지 않으면, 핵심 부분이 목표 온도에 도달하기 전에 섬세한 회로가 손상될 수 있습니다.
또한, 열이 너무 빠르게 상승하기 때문에 냉각 시스템도 충분히 강력해야 합니다. 갑작스러운 온도 상승을 견딜 수 있을 만큼 강력해야 합니다.