프린터 업체들, 최첨단 고급성능으로 중무장
일반 SMT 시장침체 이어지는 한해

스크린프린터 업체들이 보는 2016년 시장은 지난해와 비슷하다. 휴대전화, 디스플레이, 일반 SMT 업종의 대규모 설비투자가 활성화되지 않았다. 특정 업체들만 간헐적으로 신형 스크린프린터를 찾았다. 국내에서는 침체되었지만 베트남 등의 해외지역에서는 프린터 시장이 잘 돌아간 것으로 보인다. 연초 반도체 특정업체에서 설비투자를 집행한 탓에 그 여파가 다른 업체들까지 미칠 것으로 조심스럽게 예상했지만, 잔뜩 기대심리만 높여놓고 멈췄다. 스크린프린터 업체들은 최신 패키지 공정 관련 기술적인 문의가 증대해서 이와 관련한 특수 시장에서의 수요를 바라고 있다. 경기침체로 인해 일반 SMT용 스크린프린터는 가격이 더욱 중요해졌고, 하이엔드 시장에서는 최첨단 기술력이 경쟁의 중요요소가 되었다
 

스크린프린터 제조업체들도 부정적인 분위기 속에서 한 해를 보냈다. 큰 흐름을 봐서는 올해도 지난해와 비슷한 규모로 스크린프린터 시장이 형성될 것으로 예상되고 있다. A 업체 관계자는 “국내시장의 SMT PCB제조 환경은 여전히 고전을 면하지 못하고 있다. 국내 생산시설 이전이 베트남 등 해외로 이어지고 있어서 순수 국내 생산라인이 지속적으로 줄어들고 있다”고 진단했다.
국내 디스플레이 관련 협력업체들이 동남아시아 지역으로 공장을 이전했다. 공장 증설이 아니고 말 그대로 라인이설이 주 목적이었다. 따라서 최신형 모델 장비 수요가 많지 않았다. 그렇다고 신형 모델 요구가 전혀 없는 것은 아니다. 국내 협력 업체들의 해외공장이설은 생산량 확보 목적이 높다. 휴대전화, 가전기기 관련 국내에서 수주 받을 수 있는 생산 물량/물종의 감소를 타개하고자 추진하고 있는 업체들이 대부분이다. 동남아시아 지역에 국내 대기업 및 1차 협력사들이 대단지로 구성되어 있어서 물량 확보가 비교적 쉬울 것이라는 기대심리가 높게 작용했다. 따라서 해외진출 업체는 다양한 물종을 소화할 수 있는 ‘생산라인 다각화’ 구상하고 있으며, 이와 관련한 신규 설비투자가 집행되었다. 특히, 디스플레이 관련 임가공 업체들은 대형 보드용 라인을 벗어나 휴대전화, 전장 관련 물종도 생산할 수 있는 플렉시블한 라인을 염두에 두고 있다. 기존 라인의 유연성을 강화하거나 혹은 일부 라인을 중소형 보드도 대응할 수 있는 구조로 바뀌고 있다. C 업체 관계자는 “해외 진출 임가공 업체들은 하나의 생산물종만으로는 수지타산이 맞지 않다고 판단하고 생산라인의 대응성을 키우는 노력을 기울이고 있다. 특히, 디스플레이용 라인에서는 대형 보드용이기 때문에 중소형 보드 특히, 휴대전화 제품의 정밀도를 충족시키는데 한계가 있다. 그래서 이들 업체들은 라인을 2원화하거나 혹은 아예 대형 보드를 하지 않으려는 추세이다. PCB, 휴대전화, LCD 물량들을 겸용으로 사용할 수 있는 라인을 원하고 있다”고 말했다.
더불어 해외진출 업체는 전장 관련 물량 확보를 위한 작업을 진행하고 있다. 국내 대기업이 차세대 먹거리로 자동차 배터리, 카메라 등에 집중한다고 밝힌 만큼 이와 관련한 물량이 나올 것으로 기대하고 움직이고 있다. 지난해 하반기 1차협력사의 해외공장 증설로 인해 설비업체들이 촉각을 곤두세운 일이 있었다. 이 업체에서는 전장라인과 일반 가전용 라인으로 구분하여 설비투자를 진행했는데, 전장라인용으로는 최신형의 모델들이 주류를 이뤘고, 일반 가전라인에서는 유연성이 높은 설비들로 구성한 사례가 이를 잘 보여주고 있다. A 업체 관계자는 “휴대전화/가전/디스플레이 등 기존의 PCB 산업은 지속적으로 위축되고 있다. 일부 기업의 경우, 해외물량이 국내로 유턴했으나, 다시 해외로 나가는 움직임이 있다. 이처럼 국내경기위축은 당분간 계속될 것으로 보인다. 반면, 중국 베트남 등 해외시장은 지난해보다는 상황이 많이 호전될 것으로 생각된다. 중국산 스마트폰의 빠른 성장과 시장잠식 그리고 통신/자동차관련 산업의 성장으로 인해, 최근 중국지역 투자가 활기를 되찾을 것으로 예상된다. 베트남 역시 한국기업의 생산시설이관, 신규투자 등, 다시 활기를 찾는 모습이고, 미국/유럽 등에서 최근 접촉이 많아지고 있다. 올해 역시 해외 시장만의 활기찼다”고 말했다.

대부분의 스크린프린터 업체들은 지난해와 마찬가지로 올해도 역시 국내시장은 반도체, 자동차 업종에 집중했다. 자동차 관련 업체들은 노화 설비 교체뿐만 아니라 신규 라인 투자도 지속적으로 진행하고 있다. 꾸준하게 최신형 모델들을 찾았다.
반도체 업종에 있어서는 설비투자가 이어지지 않을까 기대했었다. 글로벌 반도체 원청업체의 협력업체 교체 혹은 2벤더 구축 등의 이유로 인해 생산물종에 맞는 신규 라인투자 가능성이 높다는 분석이 주류를 이뤘기 때문이었다. 그러나 기대는 단지 기대로만 끝을 맺었다. C 업체 관계자는 “국내 대기업들의 설비투자를 크게 기대하기는 어려울 것 같다. 대기업들이 자동차 전장 업종에 적극적으로 참여하고 있지만 아직까지 설비투자까지 확대되지 않고 있다. 하지만 고품질을 바라는 원청업체의 입맛을 충족시키는 고사양의 스크린프린터를 찾는 비중이 커지고 있다”고 말했다. 또한 그는 “반도체, 자동차 전장 관련 스크린프린터 시장은 예년과 비슷한 규모로 형성될 것으로 보인다. 자동차 전장 업종에서는 3차 벤더들의 교체 문의가 조금씩 이어지고 있어서 일정 수준에서 돌아갈 것 같다. 반도체 업종에서는 반도체 후공정의 생산 Capa. 증설 목적, 반도체 패키지 업체의 초소형 부품용, SiP/PoP 등의 적층, 3D 패키지 등을 위한 연구 & 시운전용 투자가 올해도 여전히 나타날 것”이라고 예상했다.

연초 중심, SiP용 프린팅 시장

글로벌 스마트폰 대형 업체들은 최종 제품의 슬림화에 초점을 두고 있다. 디스플레이 패널에서부터 메인 PCB 조립까지 모든 부분에서 두께를 줄이려고 노력하고 있다. 그런데 이러한 하드웨어 관점의 접근은 한계가 있다. 그래서 칩들의 패키지화로 자연스럽게 눈을 돌렸다. PCB에서 부품이 차지하는 면적/높이를 줄임으로써 슬림화 실현 가능성이 높다는 판단에 기인하고 있다. 원청업체의 이 같은 움직임에 맞춰 관련 패키징 업체들도 부품의 적층화 실현에 보다 적극적인 모습을 보이고 있다. 이전과 달리, 하나의 부품 위에 다른 부품을 얹는데, 이들 부품들을 연결시킬 수 있도록 하부의 부품 위에 단자를 만들어서 연결하고자 한다. 구체적으로, SiP(System In Package) 실현에 중점을 두고 있다.
SiP구조와 같이 부품 위 단자 형성을 위한 방법으로, 현재 업계에서는 크게 2가지 방식을 고려하고 있은 것으로 알려져 있다. 솔더범핑 방식과 프린팅 방식이다. 패키징 업체들은 현재의 품질 안정성 및 신뢰성을 최대한 거스르지 않는 보유 혹은 현존한 설비들을 활용하려는 노력을 엿볼 수 있다. 2가지 모두 마이크로범핑을 위한 방식으로 전자는 솔더범핑 장비를 이용하여 솔더 볼을 마운팅하는 것이고, 후자는 스크린프린터로 소재를 프린팅하는 것이다. 스크린프린터 활용 마이크로범핑은 전용 헤드를 부착하여 바닥이 되는 부품 위에 솔더 및 플럭스를 올려서 리플로우로 흘리면서 형성된다.
솔더범핑 설비 적용은 미세 솔더범핑에 적합하지만 라인에 신규로 투입하기에는 여러 가지 걸림돌이 남아 있다. 공정 증가로 인한 생산성 악화가 부담이다. 더불어, 아직 구체적으로 SiP 관련 생산물량이 많지 않은 상황에서 고가 설비에 대한 감가삼각을 확신할 수 없다. 일부 껄끄러운 점들 때문에 다른 대안을 찾고 있다. 바로 스크린프린터 활용이다. 프린터를 통한 인쇄는 어차피 해야 할 공정이기에 솔더를 밀 때 범핑을 만들면 편하다는 장점으로 눈을 돌리고 있지만 100% 만족하지 못하고 있다. 마이크로범핑 형성에 맞는 정밀도를 갖춘 스크린프린터를 찾는 게 쉽지 않은 탓이다. SiP 대응 솔루션을 제안한 D 업체 관계자는 “마이크로범핑 공정을 충족시키는 스크린프린터 반복정밀도의 성능은 ±5미크론 이하인데, 글로벌적으로 이 수준을 맞추는 설비는 극히 드물다”면서, “지난해부터 패키징 업체들이 여러 업체들을 대상으로 테스트를 진행하고 있는데, 이는 마음에 드는 설비를 찾지 못했다는 것으로 해석해도 무방할 것 같다. SiP 대응 솔루션을 제시하지 못하면 SiP 공정 시장은 스크린프린터와 별개의 시장이 될 가능성이 크다”고 진단했다.
스크린프린터 업체에서도 이러한 주장에 일정 부분 수긍하고 있다. SiP 공정용 설비 제작이 쉽지만은 않다고 말하고 있다. 스크린프린터에 있어서 SiP 공정 대응의 핵심은 하나의 칩 위에 생성되는 단자 형성용 본딩 인쇄를 정밀하고 신뢰성 있게 구현하는 것이다. 이를 위해서는 프린터의 기구설계에서부터 소프트웨어까지 거의 전 부문을 고려해야만 한다고 업계에서는 말하고 있다. 단편적인 예로, 전용 스퀴지 제작에 필요한 고려사항들을 꼽아 볼 수 있다. SiP 공정에 맞는 블레이드 두께 및 각도가 최적화된 설계가 필요하다. 블레이드 각도에서도 1차 각도와 2차 각도를 감안해야 한다. 그리고 생산제품에 적용되는 솔더의 특성에 따라 성능이 천차만별이기에 이점도 생각해야만 한다. 개발했다고 해서 끝이 아니다. 어찌 보면 가장 중요한 생산라인에서의 최적화시키는 작업이 남아 있다. 아무리 좋은 기술 및 제품이라고 양산에서 의도한 바대로 결과물이 나오지 않으면, 이전의 노력은 물거품이 될 수밖에 없다. 스크린프린터 업체 입장에서 투입한 노력, 시간, 비용에 비해 현재의 SiP 시장규모는 크게 매력적이지 않다. 그렇다고 관련 업체들인 SiP 공정용 솔루션 개발에 힘을 기울이지 않는 것도 아니다. 표준 설비 개념보다는 특정 고객과의 긴밀한 협력을 통해 특정 업체 전용 설비제작으로 대응력을 키워나가고 있다.

한편, 미소칩 및 파인피치 대응 솔더공급기 이야기가 2~3년 전부터 나왔다. 제조업체에서는 시장확대에 자신감을 보였었지만, 현재 해당 솔루션이 확대되지 못하고 있다. 이러한 분위기에 대해 A 업체 관계자는 “아마도 솔더공급기가 국내 고객 군에서는 미소칩과 파인피치에만 국한되어 생각을 하기 때문”으로 분석했다. 이어 그는 “부품 drop방지 / Heatsink / Conductive adhesive 등 다양한 용도로 적용 가능하다. 아직 국내 PCB 제조 환경이 상기 기능과 호흡이 맞지 않기 때문인 것 같다”면서 “솔직히 국내보다는 유럽 등 해외에 관심이 많다. 스크린프린터에 솔더 디스펜스가 장착 된지는 꽤 오래 전이다. Solder/Glue 등 다양하게 접목해 Option으로 장착돼 판매되는데, 특히 유럽지역에서 많은 고객사들이 찾고 있다”고 전했다. B 업체 관계자는 “자동공급기도 지금 선별적으로 부착해서 판매하고 있는데, 고객 입장에서는 비용 상승부문이 있어서 아직 잠잠한 것 같다. 규모 있고, 생산량이 많은 업체들에게 주로 제안하고 있다. 반면 일반 업체들의 요구가 있지만 비용상승 측면에서 약간 거리감을 두고 있는 느낌”이라고 현장 분위기를 전했다.

3차원 형상 프린팅 솔루션 요구 증대

3차원 형상 PCB의 인쇄요구가 나오고 있어 해당 설비제조업체들은 주목하고 있다. 2차원의 일반 인쇄를 벗어난 단차가 있는 PCB, 지그가 덮여진 상태에서의 프린팅 등과 관련한 적절한 솔루션을 찾고 있다. 단차 PCB의 경우 몇 년 전부터 요구가 나오고 있는 상황이고, 지그 덮개 구조는 최근에 조금씩 회자되고 있다.
2년 전 부터 단차가 있는 PCB의 프린팅이 대응하는 설비를 지속적으로 공급하고 있다. C 업체 관계자는 “최근 단자 있는 PCB의 프린팅 이야기를 많이 들리고 있다. 현재 적용하고 있는 공정을 단순화하기 위한 방안으로 요구가 커지고 있는 것 같다. 이 공정에서 가장 걸리는 부문이 제작된 3D 스텐실이 기존 부품에 전혀 피해를 주지 않도록 기구적으로 커버를 씌워서 다른 솔더링 재질을 민다는 점이다. 이 때 문제는 특수하게 제작된 전용 스텐실의 하부를 원하는 수준만큼 세척하기 어렵다. 수작업 세척 공정이 반드시 추가되어야만 한다. 그래서 3D 인쇄 공정에서는 형상화된 PCB의 프린팅과 더불어 세척 기능이 매우 중요하다”고 말했다.
PCB 위에 단순구조의 덮개를 씌워서 SMT 공정에 흘리는 업체도 등장했다. 이 같은 부수적인 구조물 적용은 얇은 PCB 두께 때문이다. 얇아진 PCB로 인해 인쇄시 기판 휘어짐이 크고, 고속의 마운팅 작업에서 약간의 틀어짐에도 대형 불량의 원인이 된다. 지그 덮개 구조가 대안으로 이야기 되고 있다. 이전의 지그 부착이외에도 상부에 커버를 씌우는 방식이 이용되고 있다. 앞으로 PCB 두께가 점점 더 얇아지는 추세이기 때문에 흐름에 맞는 콘셉트의 솔루션이 지속적으로 요구될 것이라고 예상되고 있다. FPCB 두께가 0.01t 혹은 그 이하로 얇아지고 있는 추세로 이에 대응하기 위한 단순한 캐리어를 사용하던지 혹은 전용 지그를 사용하려고 하고 있다. 특정업체에서는 지그를 이용하여 얇은 PCB를 잡고, 그 위에 커버를 씌워서 공정에 흘린다. 프린터 업계에서는 이러한 구조를 대응하기 위해서 3D 프린팅 솔루션을 제안하고 있다.