더 이상 뜨거운 공기를 기다리지 마세요: 왜 우리가 금 도금된 적외선 램프를 사용하게 되었는가
만약 여러분이 뜨거운 공기를 이용한 가열 방식을 사용해본 적이 있다면, 그 과정이 어떤 것인지 잘 알 것입니다. 공기를 가열하고, 그 공기가 부품을 따뜻하게 하는 데 시간이 걸립니다. 반도체 제조 과정에서는 이러한 지연 시간이 치명적입니다. 너무 느린 속도죠.
우리는 더 이상 공기를 이용하는 방식을 사용하지 않고, 직접적으로 에너지를 전달하는 방식을 선택했습니다. 우리는 금 도금된 쌍관형 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프들은 방 전체를 따뜻하게 하는 대신, 에너지를 직접 부품에 전달합니다. 마치 집 전체를 데워서 손을 따뜻하게 하는 것과, 모닥불 위에 손을 올려놓는 것의 차이와 같습니다.
비밀은 바로 관 안에 있습니다.
한 개의 관으로는 일정한 양의 에너지만 처리할 수 있습니다. 그래서 우리는 쌍관형 구조를 사용했습니다. 이렇게 하면 기계의 크기는 그대로이면서도 표면적이 두 배가 됩니다. 그 결과, 작은 공간 안에 엄청난 양의 열이 집중됩니다.
그리고 금 도금 처리도 중요합니다. 일반적인 석영관도 괜찮지만, 많은 열이 밖으로 빠져나갑니다. 그건 단순히 돈의 낭비일 뿐입니다. 금 코팅은 거울처럼 작용하여 적외선 에너지를 다시 부품 쪽으로 반사시킵니다. 그러니 오븐 벽이나 기계 본체를 따뜻하게 하는 데 에너지를 낭비할 필요가 없습니다. 모든 에너지가 정확히 필요한 곳으로 전달됩니다.
이제 시간에 대해 이야기해보겠습니다.
여기서부터가 진짜 흥미로운 부분입니다. 강제 공기 순환 방식을 버리면, 가열에 걸리는 시간이 사라집니다. 거대한 공간을 200°C까지 가열할 필요가 없습니다. 스위치를 켜기만 하면 램프가 켜지고, 몇 초 만에 부품이 원하는 온도에 도달합니다.
현재의 처리 시간을 생각해보세요. 만약 예열에 10분이 걸린다면, 그 시간을 1분 이하로 줄일 수 있습니다. 이는 일일 생산성 면에서 엄청난 이점입니다.
물론, 한 가지 문제점이 있습니다.
고밀도 적외선도 마법의 지팡이는 아닙니다. 금 도금된 관들이 너무 많은 에너지를 집중시키기 때문에, 관들 사이의 거리를 잘 조절해야 합니다. 만약 램프가 너무 가까이 있으면, 부품의 가장자리가 타버리거나 과열될 수 있습니다.
또한 센서와 PID 컨트롤러도 정확하게 설정되어 있어야 합니다. 그렇지 않으면 목표 온도를 초과할 수 있습니다. 하지만 거리를 제대로 조절한다면, 그 효과는 정말 놀랍습니다.