왜 무연 반도체 경화에 적외선을 사용하는가?
바이오센서를 제작할 때는 열이 매우 중요합니다. 전도성 잉크와 폴리머를 적절한 온도에서 경화시켜야 하는데, 너무 낮은 온도라면 경화되지 않고, 너무 높은 온도라면 기판이 손상됩니다. 그래서 우리는 적외선 램프를 사용하는 것입니다. 적외선은 방 안의 공기를 가열하는 대신 에너지를 직접 재료 속으로 보내줍니다. 이 방식은 효율적이며, 오븐이 예열되기를 기다릴 필요도 없습니다.
건조 과정이 실제로 어떻게 이루어지는가?
구식의 대류식 오븐을 생각해보세요. 그 오븐들은 단순히 뜨거운 공기를 주변에 불어넣을 뿐입니다. 이 방식은 비효율적이며, 종종 잔여물이 남기도 합니다. 반면 적외선은 달랐습니다. 적외선은 짧은 파장의 복사능을 사용하여 센서 표면 깊숙이 에너지를 전달합니다. 우리는 경화에 필요한 부분만을 정확하게 가열할 수 있습니다. 속도도 매우 빠릅니다. 몇 분이 아니라, 단 몇 초 만에 유리 전이 온도에 도달합니다.
청결성과 환경 친화성
현재 산업계는 “무연” 및 “친환경” 기준을 준수하려고 노력하고 있습니다. 적외선은 이러한 요구사항에 잘 부합합니다. 열을 전달하는 과정에서 연소 가스나 이상한 화학 용매가 발생하지 않습니다. 따라서 매우 깨끗합니다. 또한 이 시스템에는 석영으로 만든 커버가 사용됩니다. 순도가 매우 중요하기 때문입니다. 경화 구역에 조금이라도 먼지가 있으면 전체 센서가 망가질 수 있습니다. 강제로 공기를 불어넣지 않으므로, 웨이퍼 위에 먼지가 묻는 것을 걱정할 필요가 거의 없습니다.
어려운 점들
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 고강도 적외선 램프는 작은 공간에 엄청난 양의 열을 생성합니다. 따라서 “체류 시간”을 신중하게 조절해야 합니다. 만약 컨베이어 벨트가 미끄러지거나 램프가 웨이퍼와 너무 가까이 있으면 기판이 손상될 수 있습니다. 이런 상황을 방지하기 위해 우리는 폐쇄 루프 PID 컨트롤러와 매우 정밀한 스페이서를 사용하여 모든 것을 안정적으로 유지합니다. 장점은 건조 튜널의 크기를 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 이로 인해 공장 내 공간을 더 효율적으로 활용할 수 있습니다. 한 가지 주의할 점은, 램프가 처음 켜질 때 발생하는 초기 전류를 전기 패널이 감당할 수 있는지 확인해야 한다는 것입니다.