なぜ無鉛半導体の硬化に赤外線を使用するのか？ バイオセンサーを製造する際、熱は非常に重要です。導電性インクやポリマーを適切に硬化させる必要があります。温度が低すぎると硬化しなくなり、逆に高すぎると基板が損傷してしまいます。 そこで、私たちは赤外線ランプを利用します。赤外線は大きな空間全体を温めるのではなく、エネルギーを直接材料に送り込みます。これにより、無駄なエネルギー消費がなく、オーブンが温まるのを待つ必要もありません。
硬化の仕組み 昔の対流式オーブンを思い出してみてください。それらはただ暖かい空気を送り続けるだけです。速度が遅く、実際、残渣が残ってしまうことがよくあります。 一方、赤外線は異なります。短波放射を利用して、センサーの表面に直接熱を与えます。つまり、硬化に必要な部分だけに熱を当てるのです。 速度が最も優れています。数秒でガラス転移温度に到達します。数分ではなく、数秒です。
清潔で環境に優しい 現在、業界では「無鉛」「環境に優しい」といった基準が求められています。赤外線はこの要件にぴったりです。熱を伝える過程で燃焼ガスや化学溶剤は一切使われません。つまり、クリーンなのです。 また、これらのシステムでは石英製のケースを使用しています。純度は非常に重要です。硬化エリアにほんの少しのほこりでも、一括でセンサーが台無しになってしまいます。強制送風を行わないため、ウェーハにほこりが付着する心配もほとんどありません。
注意点 しかし、全てが完璧というわけではありません。高出力の赤外線ランプは、狭い空間に大量の熱を集中させます。そのため、「保持時間」を慎重に調整する必要があります。 もしコンベヤーベルトが滑ったり、ランプがウェーハに近すぎると、基板が焼けたり変形したりしてしまいます。これは一日の作業を台無しにする原因になります。これを防ぐために、閉ループPIDコントローラーや高精度のスペーサーを使用して、すべてを安定させます。 メリットとしては、乾燥用のチューブのサイズを大幅に小さくできることです。これにより、工場内のスペースを有効活用できます。ただし、ランプが初めて点灯した時の電力の急増に対応できるように、電気盤の性能を確認しておく必要があります。