| 2023年 컨포멀 코팅 두께 검사기(3D CCI) 시장동향 |
| 완만한 성장세의 ‘CCI’, 가전/모바일 업종에서도 커질까? |
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| 2023-12 글 : 박성호 기자 /reporter@sgmedia.co.kr |
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가전 및 모바일 업종에서도 서서히 수요 나오기 시작
두께 이외의 버블, 코팅 영역 유무 검사 항목이 중요해져
검사기 업계에서는 국내 컨포멀 코팅 두께 검사(3D CCI, 이하동일) 시장규모가 매우 작다고 말하고 있다. 그럼에도 불구하고 전문 검사기 업체들은 3D CCI 전용 설비를 경쟁적으로 발표하고 있다. 공통적으로 미래 먹거리 비즈니스 중 하나라고 여기고 있기 때문이다. 현재 CCI 공정이 한정된 전장 업종에서만 투입되고 있지만, 최근 가전/모바일 업종에서도 조금씩 관심을 내비치고 있다는 점을 들어 성장을 기대하고 있다. 검사기 업계에서 파악하고 있는 현장에서의 요구사항을 종합해 보면, 코팅 두께 측정의 조건이 완화되고 있는 반면에 버블, 코팅 유무(영역 내 검사, 외부 영역) 검사항목에 대한 관심은 높아지고 있다. 아직 구체적인 검출 기준이 없기에 생산현장과의 긴밀한 협력을 통해 하나씩 해당 검사 공정을 잡아간다는 계획을 내비쳤다. 이를 통한 시장선점을 누리겠다는 복안이다.
글로벌 CCI 시장 전망은 매우 밝다. MarketsandMarkets의 보고서에 따르면, 2019년 전세계적인 컨포멀 코팅 시장 규모는 약 10억 달러(USD)로 추정된다. 이 보고서는 2025년까지 연평균 5.5%의 성장률로 컨포멀 코팅 시장이 성장할 것으로 예측했다. 또한, Grand View Research 보고서는 2020년에 컨포멀 코팅 시장 규모가 7.9억 달러(USD)였으며, 2027년까지 연평균 6.7%의 성장률을 기록할 것으로 내다 봤다.
컨포멀 코팅은 보호 필름처럼 해당 영역을 덮어 내구성과 방수 기능을 강화하는 역할을 한다. 제품의 내구성을 향상시켜 환경에 노출되어도 제품의 성능을 유지하고 오랜 시간 동안 사용할 수 있도록 지원한다.
EV(전기자동차) 배터리 모듈의 보호와 높은 신뢰성을 구축하기 위해 컨포멀 코팅이 적용된다. 컨포멀 코팅은 수분, 열, 진동, 먼지 등 외부 요인으로부터 배터리를 보호하고, 배터리 수명을 연장시키는 역할을 한다. 또한, EV의 배터리는 고속충전 등으로 발생하는 열 문제가 대두되기에 열에 대한 안정성을 높이기 위해 컨포멀 코팅이 적용되는 것으로 알려졌다.
전기차용 전장 보드에도 컨포멀 코팅이 많이 활용된다. 전장 보드는 전기차에서 발생하는 전기 신호를 관리하고 제어하는 중요한 부품으로, 미세한 진동이나 습기 등의 외부 요인으로 인해 고장이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 컨포멀 코팅이 적용된다. 전기차 시장의 성장에 따라 전장 보드 생산량이 증가하면서 컨포멀 코팅 시장에서도 전장 보드에 대한 수요가 증가할 것으로 예상되고 있다. 이와 관련해 CCI 시장도 기대하고 있다.
글로벌 보고서에서는 장밋빛 전망을 예측하지만, 검사기 업계에서 피부로 느끼는 현 시점은 시장은 약간 다르다. 컨포멀 코팅 두께 측정(3D CCI, 이하동일) 검사기 업체들은 해당 시장이 큰 변화 없이 흘러가고 있다고 말하고 있다. 설비수요의 급등과 급락 없는 완만한 상승한 곡선을 그리고 있다고 추가설명했다. 그래서 해당 업체들은 현재 CCI 시장규모는 큰 편이 아니고, 전체 판매 수량으로 보면, 전형적인 틈새시장 성격이 짙은 곳이라고 말하고 있다. CCI는 현재 필요로 하는 후공정 라인에서 정해진 일부 물량에 들어가고 있다.
성장 가능성에 대해서는 긍정이 담긴 한목소리를 내고 있다. 검사기 업계에서는 CCI 시장성장을 이끄는 긍정의 요인 몇 가지를 꼽았다. 첫째, 컨포멀 코팅 검사에 대한 생산현장에서의 인식 변화이다. 국내 임가공 업계에서는 CCI 설비를 공정 상에서 없어서는 안 되는 설비라는 생각이 자리 잡았다. 코팅 공정에 CCI 투입에 거부감이 없어졌다. 둘째, 고객군의 확대이다. 자동차 전장 업종이 여전히 메인 고객이지만, 가전 업종에서도 고기능의 CCI 요구가 많아지고 있다. 최종 가전제품의 안정성 강화를 통한 품질 개선 목적으로 컨포멀 코팅 활용도가 넓어지고 있다. 셋째, 국내 임가공 업체의 생산라인 다양화 및 다변화 강화이다. 요즘 임가공 업체에서는 SMT 물량만 수주해서는 수익성이 낮다고 판단하고 SMT, 코팅, 조립 공정까지 원스톱 작업이 가능한 라인 구성을 가져가는 곳이 늘었다. 경기침체에 따른 국내 생산물동량 감소 문제를 해소하기 위해 생산 비즈니스 영역이 허물어지고 있다. 이전 SMD 임가공 업체, 코팅 전문업체, 후공정 수삽/자삽/조립 전문업체로 구분되었던 비즈니스가 하나의 업체에서 모두 수행하는 경우가 흔해졌다. 물량을 발주하는 입장에서도 한 곳에서 생산품 작업을 마무리할 수 있다는 점에서 이러한 생산구조를 선호하고 있다. 이 같은 생산라인 다양화는 근 몇 년 동안 SMT설비투자 시장에서 중심이 되었고, CCI 검사기를 요구하는 사례도 부쩍 늘었다. A 업체 관계자는 “전자 업종에서는 컨포멀 코팅이 그동안 물, 습기, 먼지 등의 외부에 노출된 가전기기 중심으로 진행되어 왔다. 그런데 최근에는 다양한 가전기기로 퍼져나가고 있다”고 전했다. 그는 “시장은 완전히 구분되어 있다. 전장 이외에도 가전 제품에서도 코팅 공정이 적용되고 있다. 비데, 드라이기, 키패드, 도어락, 사워부스 패널 등의 기기에 컨포멀 코팅 작업이 들어가고 있다. 그런데 이들 중에는 설비가 아닌 작업자의 손에 의존하는 곳도 있다. 인건비절감, 생산품질 향상, 생산성 증대 목적의 자동화 전환이 예상되며, 이와 관련된 CCI 수요도 예상된다”고 말했다.
근래 스마트폰 관련 업체로부터 3D CCI 개념의 검사기 성능 요청이 나오기 시작해서 검사기 업체들이 주시하고 있다. 부품의 탈착 방지를 위한 예전의 코팅 적용 목적에서 벗어난 솔더의 부식방지, 완성품의 방진/방수 목적으로 활용 의도가 바뀌고 있다. 여기에 상응한 CCI 검사기 성능 구현에 집중하고 있다. C 업체 관계자는 “3D CCI를 출시했던 초창기와 비교해 보면 시장파이는 확실히 커진 것 같다. 코팅 라인은 필수적으로 적용하는 업체도 늘었고, 작업자에 의존했던 수동 라인이 자동라인으로 교체하는 경우도 심심치 않게 접하고 있다. 결국, 하나의 공정 프로세스로 받아들이고 있다. 코팅, 경화, 검사까지 수행하는 컨포멀 코팅 프로세스의 자동화 시스템이 자리를 잡았다고 해도 과언이 아니다”고 현재의 고객분위기를 전했다. 이어서 그는 “이렇게 자리 잡은 게 한 2년 정도 되었다. 초창기에는 원청사의 요청에 따라 구매하는 업체가 많았는데, 이제는 하나의 코팅 공정 프로세스를 구축하였다. 결국, 전자산업계 전반에 걸친 CCI 설비의 긍정적인 인식의 변화, 주요 고객처인 자동차 전장 업종의 품질 제고를 위한 코팅 두께 검사 표준화 정립 움직임 등은 강력한 성장동력으로 작용했고, 여전히 긍정의 요소로 남아 있다”고 덧붙였다.
CCI 기능성으로 보면 시장은 크게 전장과 非 전장으로 나뉜다. 전장 업종에서는 코팅 두께 측정이 가능한 3D 기능의 설비를 꾸준히 요구할 것이고, 가전에서는 두께 이외의 버블, 코팅 영역 검사 기능의 검사기가 선호될 가능성이 크다. A 업체 관계자는 “고객사의 설비 선택은 투자비, 최종 원청사와의 협의 내용에 따라서 결정될 가능성이 크다. 가전 업종에서의 두께 측정 요구가 나오고 있지만, 철저하게 실효성에 입각해 설비를 선택하고 있다”고 말했다.
코팅 두께 측정 솔루션을 상품화한 검사기 업체에서는 코팅 두께 측정의 안정화를 구축하는 게 쉽지 않다고 말하고 있다. C 업체 관계자는 “형광 UV물질이 사용되기 때문에 재료 특성을 잘 알고 있어야 할 뿐만 아니라 고객사에서 사용하고 있는 재질도 파악하고 있어야 한다. 일부 업체는 무-형광 재질을 사용하고 있기도 하다. 최적의 두께 측정 조건 맞추기가 어렵다. UV형광 물질에 따라 조건이 달라지는 특성을 잘 알고 있어야 한다. 여기에 인라인 상에서 측정 조건을 잡기 위해서는 고도의 검사 기술력과 현장 노하우가 필요하다”고 경험을 전했다.
한편, 검사기 업계에서는 두께 측정 기준이 최근 완화되고 있는 것 같다고 말하고 있다. 이전에는 엄격한 측정 조건을 설정하고 진행해 왔는데, 요즘에는 다소 누그러진 모양새이라는 것이다. 기술적인 한계로 인해 측정이 매우 어렵다는 것을 원청사에서도 받아들였기 때문으로 분석된다. 원청사에서는 코팅된 전 영역, 모든 부품, 부품의 솔더 필렛 부문의 완벽한 두께 검사를 기준으로 잡았다. 여기에 생산사이클 저하 없는 검사속도를 또 하나의 조건으로 설정했었다. 하지만 현실은 달랐다. 검사기 업체의 기술개발을 독려해 왔지만, 결과적으로 실패했다. 오히려 명확한 기술적인 한계를 경험했다. 부품의 측면, 필렛과 같이 각지거나 경사진 면 그리고 둥근 형상에서는 레이저 소스가 일정치 않고 예기치 못한 방향으로 반사되어 정확한 정보를 읽을 수 없다. 현재 사용하고 있는 기술로는 해결하지 못한다. 이러한 어려움을 수긍하고 그 부분에 대해서는 두께 측정에 대한 부분도 많이 완화되었다. A 업체 관계자는 “2015~16년도에는 모든 부분의 코팅 검사에 관한 조건들이 상세하게 나열되어 있었다. 하지만, 현재는 원청사에서 지정한 특정 포인트의 두께 측정 결과를 제출하는 수준으로 완화한 것으로 알고 있다”면서, “전기전자, 모바일 업종은 CCI 공정 투입을 사실상 시작한 지 얼마 되지 않아서 전장 업종에서 경험했던 동일한 시행착오를 겪고 있다”고 덧붙였다.
특정 영역의 코팅 두께 측정이 어렵지만, CCI 검사 항목에서 제외되지 않을 것으로 보인다. 검사기 업계에 따르면, 코팅 검사와 관련해 규정되어 있는 항목은 두께 측정이 유일하다. SMT 공정 상의 불량과 관련해서는 IPC 기준이 수치로 나와 있다. 이를 토대로 검사 설정을 잡고, 불량 유무를 판단한다. 코팅 검사의 경우, IPC 기준으로 규정되어 있는 항목이 두께 밖에 없다. 그 외의 불량에 대해서는 명확한 규정이 없다. 코팅 내의 버블 사이즈, 영역 밖의 코팅, 크랙 등의 관련 규정이 전혀 없다. 현재는 코팅제를 공급하는 업체의 가이드를 검사 기준 설정에 많이 참고한다. C 업체 관계자는 “몇 년 동안 코팅 검사기의 기준이 없다는 이야기가 계속 나오고 있다. 5~6년전부터 나왔음에도 불구하고 아직도 큰 진전은 없다. 글로벌 공정 표준화가 정립되지 않았다. 업종별, 생산품별 기준이 저마다 다르다. 그런데 기술적으로 보면, 실제 고객사에서는 두께 이외의 다른 검사 항목을 표준화시키는 게 중요하다고 여기고 있는데, 명확한 기준점이 없어서 딜레마에 빠져 있다”고 말했다.
컨포멀 코팅 검사항목에서 최근 버블 항목에 대한 이야기가 많이 나오고 있다. 이와 관련해 검사기 업체들은 신뢰성 있는 버블 검출성능 강화에 집중하고 있다. 실제 현장에서 버블 관련해 명확한 검출 기준점이 없다. 버블이 쇼트를 유발한다는 명확한 근거나 데이터가 부족한 상황이다. 단지, 리드 영역에 형성된 버블이 진행성 불량성격을 띠고 있기에 일정 시간 경과 후에 치명적인 불량을 유발할 수도 있다고 예측하고, 코팅 내 버블을 관리해야 된다는 분위기가 전장 업종에서는 형성되어 있다. K 업체 관계자는 “코팅 내의 버블이 쇼트의 원인 중 하나로 여겨지고 있다. 특히, 부품의 리드와 리드 사이에 버블이 존재할 경우, 트러블로 간주하는 원청업체가 다수이다. 버블 내에 무엇이 들어있는지 모른다는 이유에서이다. 그리고 부품의 바디 위에 생성된 버블이 지속적인 진동, 충격을 받으면 코팅 자체를 떼어내는 원인으로 지목되고 있다. 떨어진 코팅이 커넥터 내부로 들어갈 경우, 전기적 회로적 비접촉 현상을 유발한다. 그래서 전장 업종에서는 버블 검사를 필수로 지정하고 있다”고 설명했다. 완성차 업체에서는 버블을 검출 항목으로 지정하여 관리하고 있다. 아쉽게도 코팅 검사기에서는 버블을 완벽하게 극복하지 못하고 있다. 검사기에서 획득한 2D 영상만 가지고는 버블인지 아니면 부품의 필렛인지를 명확하기 구분하지 못하고 있다. 가성불량이 많이 발생한다. 이러한 이유로 버블 검사성능이 검사기의 능력을 좌우하는 하나의 잣대가 되기 시작했다. 대부분의 검사기 업체들은 버블 검출성 향상의 출발점을 좀 더 정확한 이미지 정보를 습득에 두고 있으며, 빅데이터를 활용한 검사알고리즘 강화라는 뒷심을 키우고 있다. 보다 선명하고 정밀한 빛 반사 정보를 얻을 수 있는 광학기술 개선과 더불어 검사알고리즘을 개선하고 있다.
검사기 업계에서는 버블과 더불어 코팅 유무(표면의 일정 부문의 코팅 혹은 코팅이 안 되어야 하는 영역의 코팅 등을 검사) 기능에도 집중하고 있다. 실제 현장에서 이와 관련한 요구가 많이 나오고 있기 때문이다. |
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