왜 우리가 대형 오븐 대신 적외선을 사용하는가?
솔직히 말해서, 대류식 오븐은 이미 구식입니다. 요즘에는 디지털형 적외선 성능의 장비들이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 단순히 ‘환경 친화적’이거나 ‘납이 없는 기준을 충족한다’는 이유 때문만은 아닙니다. 실제로 적외선을 사용하면 생산 속도가 느려지지 않으면서도 훨씬 더 효과적으로 작업할 수 있기 때문입니다.
열 문제
납이 없는 납땜재나 접착제의 문제점은, 이러한 재료들이 꽤 까다롭다는 것입니다. 이러한 재료들을 경화시키려면 기존의 납이 들어간 재료들보다 훨씬 더 많은 열이 필요합니다.
일반적인 열풍 오븐을 사용한다면, 아주 적은 양의 재료를 경화시키기 위해 방 전체를 가열해야 합니다. 이는 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 기판이 변형될 수도 있습니다. 반면 적외선은 공기를 가열하지 않고, 짧은 파장의 복사열을 직접 재료에 전달하여 경화시킵니다. 그 결과, 몇 초 만에 완전히 경화됩니다. 시간은 몇 시간이 아니라 몇 초뿐입니다.
‘과열’ 문제 해결
기존의 가열 요소를 사용했다면 그 고민을 잘 알 것입니다. 이러한 가열 요소들은 열적 관성이 매우 크기 때문에 오랫동안 가열되어야 하며, 마침내 목표 온도에 도달했다고 생각할 때쯤에는 이미 과열된 상태가 됩니다.
이런 경우 디지털 제어기가 큰 도움이 됩니다. PID 제어와 정밀한 전력 조절을 통해 표면 온도를 정확하게 유지할 수 있습니다. 더 이상 섬세한 부품들이 손상될 걱정을 할 필요가 없습니다. 원하는 파장을 선택하여 그대로 사용하면 됩니다.
단점들 (완벽한 것은 없다)
장점들은 분명합니다. 공기를 가열할 필요가 없으므로 엄청난 양의 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한 장비의 크기도 훨씬 작아지며, 공장이 사우나처럼 되는 것을 막기 위해 거대한 환기 시스템을 설치할 필요도 없습니다.
하지만 한 가지 단점이 있습니다. 적외선은 명확한 시야가 필요합니다. 만약 부품에 깊은 홈이나 복잡한 3D 형태가 있다면, 특정 부분이 제대로 가열되지 않을 수 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 램프의 각도를 조절하거나 모든 부품을 컨베이어 위에 올려놓아 모든 부분이 골고루 가열되도록 해야 합니다.
또한, 냉각 시스템이 급격한 열 방출을 견딜 수 있는지 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼에 열충격이 발생할 수 있으며, 이는 누구도 원하지 않는 문제입니다.