두께 이외의 버블, 코팅 영역 유무 검사 항목이 중요해져 

 

 

 

 

 

 

일반 SMT 업종은 짙은 암흑의 터널에서 벗어나지 못하고 있다. SMT생산설비 업체들에 따르면, 현재 투자는 오로지 자동차 전장 밖에 없으며, 백색가전, 모바일, OSAT 등의 업종은 올해 상반기 투자가 전멸했다고 해도 과언이 아니라고 말하고 있다. 

한국 임가공 업체들이 대거 진출해 있는 베트남 지역의 상황도 만만치 않다. 현지담당자에 말을 빌리면, 줄어든 SMT 생산물동량이 반등할 기미가 없고, 1차 협력사들 조차 라인가동율이 낮다. 힘든 상황이지만 그래도 한국 시장보다는 낫다고 말하고 있다. 여러 이유로 설비교체, 라인증설 관련 실질적인 수요가 나오고 있기 때문이다. 소규모 물량이지만 그마저도 요즘 같은 분위기에는 감사해하고 있다. 베트남보다 설비니즈가 많은 곳으로 설비업계에서는 멕시코를 포함한 북미, 유럽 지역을 꼽았다. 이들 지역에는 전기차, EV배터리, 반도체 등 글로벌 국내 기업들이 대규모 투자를 단행하고 있으며, 이와 관련해 SMT설비가 선적되고 있다. D 업체 관계자는 “현재 SMT 설비 니즈는 한국 보다는 베트남이 낫고, 베트남 보다는 멕시코 등 북미 지역에서 희소식이 많이 나오고 있다”고 이야기 한 후, “현재 순수 한국 업체들은 투자를 검토하고 있는데, 투자 시점이 지금이 아니다. 이르면 올해 말 혹은 내년도 상반기이고, 내년도 하반기를 기준으로 잡고 멕시코, 베트남, 인도 공장에 투자할 것인지를 검토하고 있다. 당장 투자 검토가 안 보인다”며 위축된 국내 설비투자 시장을 설명해 주었다. 

 

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 예측하고 있다. 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. 이 시장의 특성이다. 지금 단계에서 CCI 본연의 기능을 활용하는 업종은 전장이다. 물론, 방산, 의료 업종에서 사용하고 있지만, 차지하는 비중은 워낙 미미하다. 그래서 CCI는 전장 중심으로 형성되어 있다고 말하고 있다. CCI는 전장 중에서도 특정 생산품 공정에만 적용되고 있는 것으로 알려져 있다. 이미 구축된 내연기관용 보드 생산라인에는 들어가지 않고, 전기차, 자율주행차 관련 라인에만 투입되고 있다. 시장이 한정적이다. 더군다나 이들 생산라인이 가전, 휴대전화 라인처럼 대규모로 늘어나지 않기에 해당 라인 수가 기하급수적으로 늘어나지 않기에 대규모 수주는 없을 것이라는 의견이 주를 이루고 있다. 

성장 가능성에 대해서는 긍정이 담긴 한목소리를 내고 있다. (주)미르기술 신중엽 상무는 “CCI 시장성장을 이끄는 긍정의 요인들이 몇 가지 있다. 우선, 컨포멀 코팅 검사에 대한 생산현장에서의 인식 변화를 꼽는다. 국내 임가공 업계에서는 CCI 설비를 공정 상에서 없어서는 안 되는 설비라는 생각이 자리 잡았다. 코팅 공정에 CCI 투입에 거부감이 없어졌다”면서, “또한, 넓어진 고객처도 또 다른 요인이다. 여전히 자동차 전장 업종이 메인 고객이지만, 가전 업종에서도 고기능의 CCI 요구가 많아지고 있다. 최종 가전제품의 안정성 강화를 통한 품질 개선 목적으로 컨포멀 코팅 활용도가 넓어지고 있다”고 말했다. SAKI코리아 김규섭 지사장도 비슷하게 이야기했다. 그는 “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. 

검사기 업체에 따르면, 근래에는 스마트폰 관련 업체들의 요구도 나오고 있다. 부품의 탈착 방지를 위한 예전의 코팅 적용 목적에서 벗어난 솔더의 부식방지, 완성품의 방진/방수 목적으로 활용 의도가 바뀌고 있다. 여기에 상응한 CCI 검사기 니즈가 나오고 있어서 검사기 업체에서는 주시하고 있다.

(주)펨트론 조현식 상무는 “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. 더불어 (주)펨트론 조현식 상무는 CCI 성장 이유로 또 다른 요인을 꼽았다. 그는 “국내 임가공 업체의 생산라인 다양화로 인한 수요가 적지 않았다”고 말했다. 그의 말을 요약하면, 임가공 업체에서는 SMT 물량만 수주해서는 수익성이 낮다고 판단하고 SMT, 코팅, 조립 공정까지 원스톱 작업이 가능한 라인 구성을 가져가는 업체들이 늘었다. 경기침체에 따른 국내 생산물동량 감소 문제를 해소하기 위해 생산 비즈니스 영역이 허물어지고 있다. 이전 SMD 찍는 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 년동안 SMT설비투자 시장에서 중심이 되었고, CCI 검사기 요구도 늘었다.

 

 

CCI 기능성으로 보면 시장은 크게 전장과 비전장으로 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. 

그동안 컨포멀 코팅 검사기 시장은 전문 검사기 업체의 설비보다는 FA업체의 장비들이 주를 이뤘다. 고객의 비교적 단순한 코팅 유무 검사 요청에 FA업체는 적극 대응했다. UV조명계와 검사 소프트웨어를 결합한 설비를 납품해왔다. 현장에서도 큰 불만이 없었다. 전문 검사기 업체에서는 낮은 시장성과 더불어 SPI, AOI 시장에 집중하는 게 더 유리하다는 판단으로 코팅 검사기 시장에 소극적인 자세를 취했다. 그러나 최근 코팅 두께 측정과 관련한 성장 가능성을 예견하고 적극적인 자세로 바뀌었다. 특히, 높은 수준의 비전 솔루션이 필요한 두께 검사이기에 기술적 진입장벽이 높다고 판단하고 시장선점효과를 기대하고 있다. 

코팅 두께 측정 솔루션을 상품화한 검사기 업체에서는 코팅 두께 측정의 안정화를 구축하는 게 쉽지 않다고 말하고 있다. (주)펨트론의 조현식 상무는 “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 많이 엄격한 즉정 조건을 설정하고 진행해 왔는데, 요즘에는 다소 누그러진 모양새이다. 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. 

 

 

세탁기, 비데, 도어락 등의 대부분의 일반 가전기기에서도 컨포멀 코팅 작업을 하고 있다. 방수, 방진 그리고 외부충격에 의한 부품을 보호하여 완성품의 수명을 늘리는 목적에서 진행하고 있다. 가전 업종에서 한때 코팅 두께를 아주 얇게 하려고 시도했었는데, 코팅이 쉽게 떨어지는 현상이 대두되면서 코팅을 다시 두껍게 하는 방식으로 돌아섰다. 가전 업종에서는 거의 플라스틱 사출물에 PCB를 담구는 몰딩 개념과 흡사한 방식으로 코팅하고 있다. 

가전 업종은 전형적인 2D CI 시장이다. 일각에서는 코팅 검사기의 적용 증대를 예상하고 있다. 백색가전 생산라인의 코팅 프로세스는 여전히 한 자리를 차지하고 있다. 방진방습과 외부충격에 관한 안전성을 강점으로 내세우는 최신의 가전제품이 늘어나고 있다. 코팅 공정이 줄어들지 않을 것이라는 예상에 기반해 시장성을 좋게 보았다. C 업체 관계자는 “가전 업종의 고객들은 생산단가에 민감하다. 이들 업종에서 코팅 검사기를 확대하기 위해서는 현실성 있는 가격대의 설비가 필요하다. 실제 고객사에서는, 본인들이 생각하는 가격대의 설비가 있으면 구매를 검토해 보겠다는 이야기를 하고 있다. 따라서 해당 업종에 적합한 2D 코팅 검사기가 나오면 확장 가능성이 있다고 보고 있다”면서, “경제적인 가격대와 더불어 일정 수준의 검사기 성능이 추가된 설비는 큰 인기를 끌 것이라고 본다. 광학검사기 레벨의 사용 편의성, 추적이력 등의 시스템이 접목되면, 시장에서 돌풍을 일으킬 것”이라고 전망했다. 

 

 

 

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. SAKI코리아 김규섭 지사장은 “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.