なぜ、鉛を含まない製品を作るために赤外線硬化法を使うのか？ バイオセンサーを製造するには、いくつかのバランスを考えなければなりません。接着剤や各層を硬化させるためには十分な熱が必要ですが、熱を過度に与えると、敏感な基板が損傷してしまいます。 そのため、私たちは赤外線ランプを利用しています。赤外線は熱風を送るのではなく、放射能を利用して硬化を行います。これにより、強制送風システムや、環境に悪影響を与える化学溶剤を使わずに済みます。
実際の仕組み
通常の対流式オーブンを考えてみましょう。オーブンが空気を加熱し、その空気が部品を加熱します。しかし、これは時間がかかり、非効率的です。 一方、赤外線は異なります。光子を直接材料に当てて硬化を促します。バイオセンサーの場合、特定の吸収帯を狙って重合反応を促進します。最も良い点は、巨大な機械全体を加熱する必要がないことです。ウェーハだけを加熱すればよいのです。
課題点
必要な速度を得るためには、短波長の赤外線を使用します。これにより、装置のサイズを小さくし、処理時間を短縮できます。まさに「瞬時に加熱できる」熱源です。 しかし、問題もあります。それが熱の過剰発生です。 コンベヤーの速度が少しでも変わると、表面温度が急上昇してしまいます。そうなると、基板が歪んだり、センサーの有機層が焼けてしまったりします。これを防ぐためには、単純に設定して放置するだけでは不十分です。循環型PIDコントローラーや温度計を使って、常に安定した状態を保つ必要があります。
清潔さの維持
従来の硬化法では、融点を下げるために鉛を含むフラックスやVOCを多く含む溶剤が使われていました。 しかし、赤外線硬化法では、エネルギーを正確に結合する場所に集中させることができるため、高温度で鉛を含まない材料を使用しても問題ありません。また、200℃で巨大なオーブンを常に動かしておく必要がないため、電気代も削減できます。 これは、半導体製造工程をよりクリーンに行う方法です。煙も出ず、鉛もない。ただ光子だけです。