왜 우리는 클린룸용 카트에 적외선 가열 기술을 사용하는가?
반도체 제조 공장에서 “클린”이란 단순한 목표가 아니라 모든 것을 의미합니다. 부품에 이물질이 남아 있다면 그것은 큰 문제입니다.
그래서 우리는 카트 시스템에 적외선 가열 기술을 활용합니다. 대부분의 사람들은 열을 주변 공기를 데우는 방식으로 생각하지만, 이는 클린룸에서는 치명적인 문제가 됩니다. 강제로 공기를 흐르게 하면 먼지와 입자들이 발생하기 때문입니다. 반면 적외선은 전자기파를 이용하기 때문에 에너지가 직접 부품에 전달됩니다. 바람도 없고, 먼지도 없으며, 문제도 없습니다.
“친환경적인” 방식을 실현하기 위해
전통적인 건조 방식은 무언가를 태우거나 대형 금속 블록을 가열하는 방식을 사용합니다. 하지만 적외선은 그렇지 않습니다. 적외선은 코팅이나 용매의 분자들을 진동시켜서 열을 발생시킵니다.
열이 직접 기판에 전달되므로 주변 공기를 데우는 데 드는 시간과 에너지가 절약됩니다. 게다가, 납이 없는 납땜제나 친환경 수지를 사용할 경우에는 더욱 주의가 필요합니다. 이러한 재료들은 섬세하기 때문에 너무 뜨거우면 손상되고, 너무 차가우면 굳지 않습니다. 적외선을 사용하면 파장을 조절하여 해당 재료에 가장 적합한 온도를 맞출 수 있습니다. 이를 통해 안정성을 유지하고 유해한 VOC 가스가 작업장으로 유출되는 것을 방지할 수 있습니다.
실제로 카트에 적용하는 데 있어서의 어려움
이 방식은 완벽해 보이지만, 실제로는 몇 가지 어려움이 있습니다.
첫째, 가스 방출 문제가 있습니다. 금속 이온이 유출되어 환경이 오염되는 것을 막기 위해 고순도의 석영 소재를 사용합니다.
둘째, 속도 문제가 있습니다. 적외선은 거의 즉시 최고 온도에 도달하고, 마찬가지로 빠르게 식습니다. 이는 생산 효율을 높이는 데 큰 도움이 됩니다.
하지만 문제는 적외선이 직선으로만 작용한다는 점입니다. 마치 손전등과 같습니다. 부품의 형태가 복잡하거나 서로 겹쳐 있으면, 열이 닿지 않는 ‘그림자 구역’이 생깁니다. 이를 해결하기 위해 램프의 각도를 조절하거나 반사판을 추가하여 열이 그러한 구역까지 도달하도록 합니다.
실제로 얻을 수 있는 이점
이 방식을 사용하면 더 이상 커다란 대류식 오븐을 사용할 필요가 없습니다. 공간도 줄어듭니다.
PID 컨트롤러를 사용하여 온도를 조절하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 생산 속도를 저하시키지 않으면서도 글로벌 친환경 기준을 충족할 수 있습니다.