왜 IR 경화법이 무연 반도체에 적합한 방법인가?
바이오센서를 제작할 때는 매우 신중해야 합니다. 접착제를 경화시키고 표면을 준비하기 위해서는 충분한 열이 필요하지만, 조금만 잘못되어도 생물학적 시약들이 손상될 수 있습니다.
오랫동안 우리는 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 솔직히 말해서, 공기 전체를 가열하는 것은 낭비입니다. 속도도 느리고 에너지도 많이 들 뿐만 아니라, 공기 중의 먼지가 기판 위에 쌓이는 문제도 있습니다.
이때 IR 램프가 유용합니다. 공기를 가열하는 대신, 에너지를 직접 재료에 전달하기 때문입니다. 이 방식은 완전히 다른 방식입니다.
대기 시간 단축
에너지 측면에서 보면, IR 경화법은 환경에 큰 도움이 됩니다. 웨이퍼를 처리하기 위해 온전한 방을 가열할 필요가 없기 때문입니다.
우리는 단파 방출기를 사용하여, 수지가 에너지를 흡수해야 하는 정확한 위치에 에너지를 전달합니다. 그 결과, 가열 시간이 몇 시간에서 단 몇 초로 줄어듭니다. 또한, 장비가 차지하는 공간도 줄어들고, 전력 비용도 합리적으로 유지됩니다.
무연 솔더링으로의 전환
무연 솔더링으로의 전환으로 인해 상황이 더 복잡해졌습니다. 작업을 완료하기 위해서는 더 높은 온도가 필요합니다.
IR을 사용하면 전체 실내를 사우나처럼 만들지 않고도 빠르게 높은 온도를 만들 수 있습니다. 전압을 조절함으로써 강도를 제어할 수 있기 때문에, “과도한 가열”에 대한 걱정도 할 필요가 없습니다. 오븐이 너무 오래 작동해서 기판이 손상되거나 생물학적 층이 파괴되는 일도 없습니다.
주의해야 할 점들
물론, IR 경화법도 완벽한 것은 아닙니다. 열 밀도가 매우 높기 때문입니다.
적절한 냉각 및 환기 시스템이 없다면, 그 열이 기계의 프레임으로 스며들 수 있습니다. 그러면 센서의 교정값이 변하게 되고, 문제를 해결하기 위해 계속 노력해야 합니다.
또한, 기판과 램프의 발광 특성이 일치해야 합니다. 발광 효율과 파장이 맞지 않으면, 아무리 많은 에너지를 공급해도 표면이 경화되지 않습니다.
하지만 적절하게 조정한다면, 전체 과정이 순조롭게 진행됩니다.