무연 반도체에 적외선 경화 방식을 사용하는 이유
바이오센서를 제작할 때는 균형을 잘 맞춰야 합니다. 접착제나 폴리머를 경화시키기 위해서는 충분한 열이 필요하지만, 너무 과도한 열을 가하면 센서의 생물학적 부품들이 손상될 수 있습니다.
그래서 우리는 적외선 램프를 사용합니다. 방 전체의 공기를 가열하는 대신, 적외선은 에너지를 직접 재료 속으로 전달합니다. 이 방식은 효율적이며, 전력을 많이 소비하는 대형 오븐을 사용할 필요도 없습니다.
무연 건조의 비결
기존의 건조 방식은 화학 촉매나 뜨거운 공기를 사용하는데, 이 경우 유해한 유기 화합물(VOCs)이 발생할 수 있습니다.
반면 적외선은 특정 파장을 이용해 폴리머화 과정을 즉시 시작시킵니다. 에너지가 직접 재료에 닿아 분자들이 즉시 결합하기 때문에, 경화 속도를 조절하기 위해 중금속 안정제를 사용할 필요가 없습니다. 이는 훨씬 더 깨끗한 처리 방식입니다.
적절한 온도 조절
우리는 이 램프들을 활용해 작은 공간에 많은 열을 생성합니다. 와트수와 센서와의 거리를 조절함으로써, 폴리머가 필요로 하는 정확한 유리 전이 온도(Tg)를 얻을 수 있습니다.
가장 좋은 점은 온도 상승이 거의 즉각적이라는 것입니다. 몇 초 만에 원하는 온도에 도달하므로, 오븐이 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다.
주의해야 할 사항
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 고강도 적외선 램프는 발광 부분에서 엄청난 열이 발생합니다. 적절한 냉각 장치와 보호 장치가 없으면 문제가 생길 수 있습니다.
또한, 하우징에 환기구가 제대로 마련되어 있지 않으면 그 열이 전자 부품으로 다시 전달됩니다. 그러면 센서의 정확도가 떨어지고, 처음부터 다시 시작해야 합니다.
클린룸에서의 사용
만약 여전히 강제 공기 순환 방식을 사용한다면, 적외선 방식으로 전환하는 것은 매우 간단합니다.
공기가 흐르지 않으므로, 웨이퍼 위에 먼지가 날아가는 일도 없습니다. 이렇게 하면 멸균된 상태에서 무연 공정을 진행할 수 있으며, 생산 속도를 줄일 필요도 없습니다.