전반적인 산업계 투자 위축 직격탄 맞아
멀티 노즐의 셀렉티브 큰 관심 받아

2018년 솔더링 머신 시장은 최악이라고 여겼던 지난해 못지않은 한 해가 될 것으로 보인다. 솔더링 머신의 주요 사용군인 전자, 반도체 패키징, 전장의 3개의 업종의 설비투자가 위축되어 있기 때문이다. 경기 침체를 넘어서기 위해 솔더링 업체들은 고객중심의 특화된 성능과 다양한 솔루션 제공을 공통 전략으로 구사하고 있다. 셀렉티브 솔더링 공정의 필요성이 조금씩 확대되고 있는 상황에서 솔더링 업체들은 생산성 증대에 기여하는 멀티 타입 셀렉티브 머신에 거는 기대가 크다. 레이저 솔더링 머신은 카메라모듈 생산라인을 중심으로 조금씩 확대되는 모양세이다.
 

솔더링 머신 업체들의 한 숨이 깊어지고 있다. 전자산업계의 전반적인 설비투자 위축의 충격파를 최일선에서 그대로 맞고 있다. 라인증설 목적의 솔더링 머신 수요를 찾아보기 어려운 상반기였다. 대기업의 인도 공장용 설비투자가 진행되었지만, 협력업체들까지 동참했던 예전의 투자 붐이 조성되지 않았다는 점에서 리플로우 업체에서는 아쉬워하고 있다. 리플로우 업계에서는 인도 공장의 리플로우 투자가 당분간 발생되지 않을 것으로 예상하고 있다. 인도 공장은 인도 시장을 겨냥한 중저가 폰 생산을 담당하는데, 현재 구축된 생산라인의 생산캐파는 월 8백만대로 추정된다. 인도 스마트폰 시장에서의 판매성과에 따라 달라지겠지만, 현재의 캐파로도 일정 시간동안 공급에 무리가 없다고 판단되고 있어서 당분간 리플로우 투자를 기대하기 어렵다는 게 관련 업계의 중론이다.
사실 리플로우 업체들은 올 초 전자 산업용 신규 라인증설용 투자 가능성을 낮게 보았다. 대신 교체수요 시장을 기대했지만, 예상과 다른 시황에 당황하는 기색을 보이고 있다. 리플로우 업체들의 말을 빌리면, 레드프리 전환 초창기에 구입했던 모델을 사용하고 있는 업체들이 부지기수이며, 10년이 넘은 리플로우를 활용하는 협력 업체들이 많이 존재하고 있다. 리플로우 업체 입장에서는 이들 업체들의 낮은 교체비중이 아쉬울 따름이다. SMT 업종의 저조한 설비교체는 급격한 물동량 감소와 불확실한 경기동향에서 이유를 찾을 수 있다. 생산라인가동율이 50% 미만인 업체들이 많다. 베트남에 진출한 협력업체들 조차 50% 이상의 가동율을 보이는 업체는 손에 꼽힐 정도이다. 그 만큼 물동량이 줄어들었다. 여기에 SMT 동향이 앞으로도 활성화될 조짐이 보이지 않다는 점이 더해지면서 임가공 업체들이 설비교체에도 지갑을 닫고 있다.
지난해 리플로우 시장의 숨통을 틔워준 반도체 패키징 업종의 투자가 올해는 잠잠해 졌다. 연초 패키징 업체들의 증설계획을 잡았지만 모바일폰의 시장판매 저조로 당초 계획이 연기된 상황이다.
자동차 전장 업종의 리플로우 투자도 움직임이 둔한 편이다. 연초 계획에 따른 투자물량만 있을 뿐이다. 국내 완성차업체들의 해외 판매실적이 줄어들었으며, 그에 따른 전장용 보드 생산물동량도 감소했다. 대외적인 환경도 부정적으로 돌아가고 있다. 중국-미국 간의 무역전쟁이 발발해 설비투자를 보류하고 있다. 외부 변수가 어떻게 작용할지 모르겠지만, 확실한 점은 하반기 전장 업종의 리플로우 투자를 기대하기 어렵다는게 리플로우 업계 중론이다. 헬러코리아(주)의 정영철 상무는 “국내 SMT 경기는 과거 모바일폰이나 휴대용 컴퓨터 그리고 TV 등의 활황에 의존하던 시기는 지났다고 본다. 국내 TV 제조사의 매출액은 매년 소폭 유지되거나 증가하고 있지만, 매출 대수로 본다면 2014년 정점을 찍고 매년 감소하고 있다. 자동차 전장의 경우도 호락호락하지 않다. 급격한 해외 판매실적 성장세를 보였던 국내 대표 자동차 업체들이 THADD 여파 이후로 좀처럼 회복의 기미를 보이고 않고 있다. 최근 몇 년 SMT 설비투자 시장의 견인차 역할을 했지만, 이제는 다시 투자동력이 줄어들고 있다. 반도체 시장은 Flip Chip, SiP 관련 시장이 활성화 되면서 SMT 시장, 특히 리플로우 시장을 주도해 오고 있다. 하지만 그 열기가 점차 수그러들고 있는 느낌을 받고 있다. 반도체 업계 종사자들조차 이 열기는 이제 거의 막바지에 도달한 것으로 예측하고 있으며, 올해 말이나 내년 중순이면 반도체시장의 투자도 감소세로 전환될 것이라고 내다보고 있다”고, 전체 리플로우 시장동향을 분석했다. 이어 그는 “제품의 신뢰성확보와 생산성의 증대, 수율의 확보 등이 시장의 큰 모토가 되어 있고 이로 인해 리플로우 시장은 진공장비, 가압장비 그리고 경화장비의 수요가 서서히 증가할 것으로 보고있다. 마운트는 속도를 줄이고 정밀도를 높혀 반도체 패키징 시장으로 방향전환을 시도해 볼 것이고, 검사기는 SPI와 AOI의 고성능화가 계속 될 것으로 본다.”고 예측했다.

힘든 시기일수록 리플로우 개선 작업에 집중  

리플로우 업체들은 진일보시킨 성능개선 작업을 통해 어려운 시기를 극복한다는 전략을 수립하고, 충실히 이행하고 있다. 친환경성, 우수한 납땜성, 사용의 편의성에 중점을 두고 개선작업을 진행하고 있다. 저전력, 낮은 질소소모량을 구현하기 위해 가열 구조를 최적화시키는 방식으로 개량하였고, 내부 열의 외부방출을 막는 소재로 변경해 리플로우를 제작하고 있다. 고품질의 솔더링 요구가 높아지고 있는 점을 감안하여 납땜성 향상에 기여하는 솔루션을 적용하고 있다.
SMT 업체들은 친환경 리플로우를 여전히 요구하고 있다. 생산단가에 민감한 업종이기에 리플로우에 투입되는 질소 및 전기소모량에 관심을 가지고 있다. 이와 더불어, 0402와 같은 초소형 부품들의 이동을 최소화하는 저진동 컨베이어에 대한 문의도 이어지고 있다.
반도체의 경우, 질소소모량 절감이 큰 화두이며, 생산하는 패키지 제품의 특징들을 잘 대응해 줄 수 있는 특화된 장비의 요구가 많다. 예를 들면, 생산 중 발생할 수 있는 wrap 대응장비 그리고 미세피치 BGA, Flip Chip 및 파워디바이스 부품 등의 보이드(void) 제거 기능에 대한 요구가 많다. 아울러, 일부 패키지 부품 제조 공정에서는 formic 장비에 대한 요구가 대기업을 중심으로 나오고 있다.

자동차 전장의 경우, void 제거가 최근 화두이다. 플럭스를 많이 사용하는 전장사의 특징에 따라서 FMS(Flux Management System)의 고성능화 그리고 flux 관련 유지보수의 편의기능, PM 주기 증가 등을 요구하고 있다. 아울러, 완성차에 부착된 전자부품의 이력추적기능을 기본 사양으로 지원해주기를 원하고 있다.

진공 리플로우, 3~4년 이후 성장 예측

진공 리플로우 시장이 좀처럼 활성화되지 못하고 있다. 진공 리플로우 필요성은 나날이 커지고 있지만 실제 구매로 이어지는 비중이 높지 않다. 헬러코리아(주)의 정영철 상무는 “진공 리플로우에 대한 고객들의 현재 인식은 ‘필요하다. 그러나 비싸다. 싸이클 타임이 길어져 생산성이 너무 나쁘다’가 주를 이루고 있다. 한마디로 가성비를 이유로 투자를 머뭇거리고 있는 형국이다. 당사를 찾아와 진공테스트를 하고 간 고객사가 올해 80여개 사를 포함 하여 200개의 회사가 넘어간다. 하지만 국내 시장의 투자는 관망세이다. 현재 국내 시장은 자동차 전장 쪽에서 주도 하고 있으나, 물동이 줄면서 투자를 머뭇거리고 있는데다가 투자 이후에 투자 라인이 양산을 받을 때까지 3개월에서 길게 1년을 기다려야 하는 형국이라 과감한 투자가 쉽지가 않다”고 말했다. TSM의 박규봉 대표도 비슷한 의견을 피력했다. 그는 “생명과 직결되는 전장 업종에서 진공 리플로우의 관심도가 매우 높다. 하지만 실제로 라인투자하는 업체를 찾기 어렵다”면서, “자율주행 자동차의 시장 성장세가 예상되는 상황에서 전장 보드의 솔더링 품질사양이 더 엄격해지고 있어서 투입시기가 멀지 않을 것 같다”고 예상했다.

웨이브 솔더링 머신 수요도 감소세

올해 웨이브 솔더링 머신의 수요도 줄어들었다. 관련 업체에 따르면, 웨이브 솔더링 공정이 사라지는 추세가 거듭되고 있으며, 해당 공정을 대체하는 포인트 솔더링 머신 수요가 높아지기 시작하면서 정통 웨이브 머신 시장이 잠잠해지고 있다. 신명기전의 어재우 전무는 “과거 대규모 생산물량에 따른 임가공 업체들의 동시 다발적인 투자를 기대하기 어려운 시대에 접어들었다”면서 “일반 가전용 웨이브 솔더링 머신 시장은 앞으로도 성장을 내다보기 힘든 시장”이라고 진단했다.  KSM의 김홍국 대표는 “웨이브 솔더링 시장도 큰 변화 없이 흘러가고 있다. 가전 업종의 수요는 리플로우 시장과 동일한 분위기이다”고 말했다.

멀티형 셀렉티브 머신 각광 

열 데미지에 의한 불량 발생율이 높고, 환경저해 요소들이 많은 웨이브 솔더링 공정이 점점 외면 받고 있다. 폐납 처리, 납 연기, 납산화물 등을 처리하는 비용도 만만치 않다. 웨이브 솔더링을 대체하기 위한 셀렉티브 솔더링 머신이 등장했다. 헬러코리아(주) 정영철 상무는 “싱글 노즐 셀렉티브 장비가 그동안 대세였으며 지속적으로 판매대수가 증가 하다가 2년 전부터 해당 설비의 판매 둔화가 표면화되었다. 생산성 개선의 한계를 극복하지 못하고 있다. 생산성 증대를 위해 셀렉티브 노즐 모듈을 늘려서 대응하고 있지만 만족할 수 없는 수준이며, 구성하는 투자비용도 만만치 않다. 싱글 노즐 설비의 대안으로 지그를 활용한 DIP 셀렉티브 시장이 몇 년 전부터 주요 고객사의 요청으로 국내 시장에서 자리를 잡아가고 있다”고 동향을 이야기 한 후, “DIP 셀렉티브 장비의 경우, 지그의 수명 증대, Non-Stop 지그 교체 그리고 공정 중 발생하는 솔더 브릿지 현상을 막을 수 있는 안정적인 기술 보유 여부가 큰 관심사이다”고 말했다. 이어 그는 “싱글 노즐형이나 DIP 형이나 시장은 계속 존재하겠지만, 시장 비율은 생산성을 제공하는 DIP 설비가 크게 차지할 것”이라고 전망했다. 멀티 노즐 셀렉티브의 확장 전망에 KSM의 김홍국 대표도 동조하는 의견을 내놓았다. 그는 “셀렉티브 머신의 수요는 전장 업종을 중심으로 조금씩 늘어나고 있다. 싱글 노즐 셀렉티브 머신보다는 멀티 노즐 타입의 니즈가 강하게 나오고 있다”면서 “솔더링 공정 자동화라인 구축을 통해 인건비 절감, 균등한 생산품질 그리고 생산성까지 답보할 수 있다는 인식이 널리 퍼졌기 때문”이라고 분석했다.
싱글 노즐 타입의 대안으로 여겨지고 있는 멀티 노즐 타입의 셀렉티브 머신은 활용방식에 따라 세분화할 수 있다. DIP 방식을 활용한 설비와 웨이브 방식에 기반을 둔 설비로 나눌 수 있다. 근본적인 차이는 솔더링 적용 방식이다. 전자는 웨이브 솔더 팟에 보드를 내려 부품의 리드에 충진시키는 구조이고, 후자는 웨이브 노즐을 통해 솔더 팟이 보드로 올려서 납땜하는 시스템이다. 구조적으로 보면 납 충진을 위해 Z축이 상부로 움직임에 따른 차이가 될 수 있다. 휴먼텍의 김진용 부장은 “부품별 리드에 완벽한 충진을 이룰 수 있는 시간, 즉 납량에 노출되는 시간이 각기 다르다. 일반 DIP 방식보다는 웨이브 방식의 설비가 좀 더 유리한 측면이 많다”고 말했다.

현재 전장업종의 멀티형 셀렉티브 머신의 투자 목적은 명확하다. 셀렉티브 공정이 필수적인 물종의 자동화라인 구축이 주요 이유이다. 부분적으로는 특정 물종에 한해서 기존 웨이브 공정을 대체하기 위한 셀렉티브 타입의 특화된 설비를 찾고 있는 경우도 있다. 셀렉티브 업체에 따르면, 자동화라인으로 구축하면 기존 2~3명의 작업자를 1명으로 줄일 수 있다는 점 때문에 회사 규모와 관계없이 진행되고 있다. 시간당 최저임금 1만원 시대가 멀지 않았고, 주 52시간 근무시간이 현실화되어 가고 있다. 임가공 업체에서는 인건비 절감과 시간당 생산성 증대라는 두 마리 토끼를 모두 잡아야만 하는 시점에 몰려있다. KSM 김홍국 대표는 “멀티 타입의 셀렉티브 머신은 생산성 향상과 더불어, 장기적인 측면에서 유지관리비용 절감이 가능한 경제적인 설비”라고 소개하면서, “임가공 업체별 생산방식에 따라 설렉티브 설비를 선정해야 한다”고 조언했다. 휴먼텍의 김진용 부장은 “소품종 대량 생산방식에서는 무조건 멀티 타입 셀렉티브를 적용해야 하고, 다품종 소량 생산시스템은 싱글 노즐 타입이 조금 더 적합한 부분이 있다. 멀티 노즐의 전용 지그 제작, 보관/관리 비용을 감안하면 싱글 노즐 설비가 더 유리할 수도 있다”고 말했다.
공정 자동화 솔더링 머신 요구 추세를 두고 솔더링 업계에서는 ‘양날의 검’ 을 예상하고 있다. 특화된 솔더링 머신이라는 신규 시장이 형성되고 있다는 점을 들어 환영해 맞이하고 있지만, 결론적으로 전체 솔더링 머신 시장축소라는 거대한 흐름이 가속화될 것으로 보이기 때문이다. SMT 라인에서는 이미 오래전부터 최대한 웨이브 공정을 배제한 솔더링 방식을 우선시하고 있다. 시대적 흐름에 부흥하기 위해 솔더링 업체들도 특주형 솔더링 머신 공급능력을 키워나가고 있다. KSM 김홍국 대표는 “생산물종에 최적화된 자동화 솔더링 머신을 요구하는 전장 업체들의 비중이 늘어나고 있다. 고객의 니즈에 충족하는 설비 업체만이 생존할 수 있는 시대가 되었다. 일반 범용 솔더링 머신만을 공급해서는 외면 받기 쉽다. 특성화되고 고객이 원하는 설비를 제공해야 한다. 컨베이어 방식, 직교로봇시스템 등을 활용한 설비를 생산물종에 맞게 제작해야 한다. 결국 커스터마이징 솔더링 머신 제공능력이 관건”이라고 말했다.
한편, 특주형 솔더링 머신 공급에서 중요한 사항으로 관련 업계에서는 다양한 경험이라고 말하고 있다. 업종별, 물종별 요구되는 기능, 성능이 모두 다르고, 설비 조건 및 라인밸런스를 맞추기가 상당히 어렵기 때문에 노하우 축적이 주요 경쟁력이라고 부연 설명했다.

레이저 솔더링, 카메라모듈 중심으로 확산 中 
SMT 업종의 레이저 솔더링 머신 응용 비중이 더딘 상황에서 최근 새로운 바람이 불고 있다. 카메라모듈 생산라인에 적합한 솔루션으로 여겨지면서 이 업종을 중심으로 커지고 있다. 특히, 안면인식센서용 부품 솔더링 공정에서 커다란 능력을 발휘하고 있다. 카메라모듈의 부품 납땜을 위해 활용 방식은 제조업체마다 각각 다르다. 레이저 젯팅, 솔더링, 실버페이스트 본딩 등의 방식이 활용되고 있는데, 국내 업체들은 레이저 젯팅 솔더링을 이용해 납땜하고 있는 것으로 알려졌다.

레이저 젯팅 시스템은 솔더볼을 하나씩 분리하여 장전하고, 고출력 레이저와 N2압력으로 순간 솔더볼을 용융하여 분사함으로써 솔더링한다. 고속, 완전한 정량납땜성이 큰 장점이고, 플럭스를 사용하지 않으니 세척 공정을 줄일 수 있다는 이점도 제공한다. 초기 납땜성에 대한 지적이 있었지만, 분사압력, 레이저 파워, 노즐 구조 등을 개선하여 전혀 문제시 되지 않고 있다. 관련 업체들은 카메라모듈의 고화소수화, 고기능화로 인해 솔더링 포인트 수가 늘어남에 따라 이에 대응하는 설비라인을 조금씩 늘리고 있다. 레이저 젯팅 솔더링 머신은 안면인식센서 모듈용 납땜 등을 포함해서 USB-C TYPE, FIS 등의 애플리케이션으로 조금씩 확대되고 있다. (주)다원넥스뷰의 이동건 이사는 “레이저 젯팅 머신은 마이크로 부품 솔더링에 최적합한 솔루션으로 여겨지고 있다. 카메라모듈 라인의 성공적인 작업성을 경험한 업체들이 적용 범위를 확대하려는 움직임이 나오고 있다. 휴대전화 공정에 적용되었던 기존 솔더링 공정을 레이저 젯팅 방식으로의 전환을 검토하고 있다. 향후 성장 가능성이 매우 크다”고 예상했다.
휴대전화 라인투자는 잠잠하지만 카메라모듈 관련 투자는 늘어나고 있다. 렌즈 생산물량이 중국으로 넘어가 수량이 줄어들었지만 아직도 국내에서 3억~3억5천개를 생산하고 있다. 원청 업체로부터 물량을 받은 협력사들이 조금씩 투자하고 있는 모습이 자주 보이고 있다.