모바일, 반도체, 전장 등 여러 업종에서 수요 나와        
안개속의 하반기 경기가 걱정거리  

당초 예상과 달리 2017년 상반기 솔더링 머신 시장은 괜찮았다. 대부분의 관련 업체들이 지난해 대비 판매실적이 개선되었다고 말하고 있다. 모바일, 반도체, 전장 등 일부 업체들이 꾸준히 설비투자를 집행했기 때문이다. 비록 한정된 업체들 중심으로 형성되었지만 시장 위축에 고민하던 솔더링 머신 업체들이 한숨을 돌리는데 큰 힘이 되었다. 그럼에도 솔더링 머신 업체들은 걱정을 놓지 못하고 있다. 그럭저럭 흘러간 상반기와 달리 하반기 시장이 거의 보이지 않아서이다. 경기 침체를 넘어서기 위해 솔더링 업체들은 고객중심의 특화된 성능과 다양한 솔루션 제공을 공통 전략으로 구사하고 있다.
 

올해 하반기 시장에 대해 대부분의 솔더링 머신업체들은 부정적으로 예측하고 있다. 지난해 3사분기에는 올해 시장이 불황일 것이라고 예측했었지만, 연말부터는 시장이 조금씩 움직이더니 올해 상반기 나쁘지 않은 시기를 보냈다. 헬러코리아(주) 김태수 연구소장은 “리플로우뿐만 아니라 SMT 주요장비들에 대한 수요가 2016년 대비 대폭 개선되었을 것”이라면서, “리플로우 입장에서는 2016년 상반기와 같은 대규모 투자건은 없었지만, 반도체 시장이 전체적인 SMT 시장을 주도하고, 자동차 전장의 지속적인 Lead Free 장비로의 교체수요와 전기자동차 및 하이브리드 자동차의 생산 증가세가 더해졌다. 리플로우의 경우도 이 흐름에 편승하여 반도체 및 자동차 전장 그리고 국내 메이저 기업의 베트남 생산거점 이동 등에 따라 상반기에 특수를 누렸다. 특히, 중국 시장의 경우, 자동차의 약진과 디스플레이 시장의 강세 아울러, 중국산 LED 수요의 증가와 중국산 스마트폰의 약진으로 인하여 국내외 마운터 업체들의 경우 장비를 중국으로 실어 나르기 바빴던 것으로 알고 있다”고 말했다. 신명기전 어재우 전무도 내년도 솔더링 시장 위기론에 동조하는 의견을 내비쳤다. 어재우 전무는 “국내 완성차 업체의 판매실적이 하락해 관련 협력사들도 안정적인 물량 확보에 고전을 면치 못하고 있다. 전장 업종은 설립된 설비투자계획으로 인해 꾸준하게 설비들이 납품되고 있지만, 협력업체로 확산되지 못하는 모습이다”면서, “솔더링 시장은 없어지지는 않지만, 이전의 호황이 재연되지 않을 것 같다. 라인증설을 진행하는 SMT 중견 업체들조차도 웨이브 솔더링 머신의 경우에는 신규 모델보다는 중고설비를 우선적으로 검토하고 있다. 솔더링 머신 업계 전체는 어려운 시기를 보내고 있을 것”이라고 말했다. 이어서 그는 “올해 하반기까지는 어느 정도 설비투자가 이뤄질 것 같은데, 내년도 투자계획이 확실하게 보이지 않고 있다”고 덧붙이면서 걱정을 토로했다. TSM 박규봉 대표 역시 비슷한 뉘앙스를 보였다. 그는 “상반기 모바일, 전장, 반도체 등 여러 업종에서 적은 수량이나마 솔더링 수요가 나왔다. 하반기에 들어서는 현재 전체 시장움직임이 둔화되는 조짐이 나타나기 시작했다. 특별한 이슈가 없는 하반기가 걱정이다. 그래도 다행인 점은 국내 글로벌 스마트폰 업체가 인도시장을 겨냥해 생산거점마련을 계획하고 있어서 이와 관련한 설비물량이 올해 연말 혹은 내년 초반에 기대되고 있다”고 말했다.

상반기 투자, 한정된 업종에서만 발생
대부분의 솔더링 머신 업체들은 올해 상반기 예상보다 시장움직임이 활동적이었다고 말하고 있다. 모바일, 전장, 반도체의 다양한 업종에서 신규 설비요구가 나와서 시장이 돌아갔었다. 대규모의 설비투자는 아니지만, 바닥이라고 여겨지는 지난해의 설비투자경기가 상반기에 회복국면에 들어선 모습이다. 그러나 조금 더 자세히 들여다보면, 위태로운 모습이 많이 포착되고 있다.
올해 상반기 설비투자는 특정 업종에서만 진행되었기에 전반적으로 설비투자경기가 회복되었다고 말하기 어렵다고 업계에서는 말하고 있다. 신규 공정용 반도체 패키징 업종, 레드프리 전환의 자동차 전장, OLED 관련 모바일 업종에서만 시장이 형성되었다.
슈퍼사이클이 도래한 반도체 업종의 경기는 좋았고 반도체 패키지 업체들은 전략적인 투자를 실시했다. 전체적으로 올해 반도체 패키지 업체들은 대부분 나쁘지 않은 시기를 보내고 있다.
전장 업종 관련해서는, 지난해 수준이지만 살짝 경기가 나빠졌다. 그래도 기본적으로 레드프리로 전환해야 되는 숙제로 인해 솔더링 머신을 교체하고 있다. 생산물량의 증감에 상관없이 유연납땜 솔더링 머신을 사용할 수 없는 상황이다. 레드프리 이슈로 인해 솔더링 머신의 교체 수요가 상당 부분 차지했다. 또 일부에서는 사업을 접은 외주업체의 물량을 소화하기 위해 라인증설을 실시한 투자 건도 나왔다.

디스플레이 특히, OLED 업종은 상당히 활발하게 움직였다. 애플이 출시예정인 아이폰8에 OLED 디스플레이를 적용함에 따라 이와 연관된 업체들의 투자가 많았다.
솔더링 업계에서는 설비투자 시장이 단기적인 스팟성 주문이 절대비중을 차지하고 있어서 이들 물량이 빠지는 즉시 암흑기가 도래할 것으로 보고 있다. 부정적인 조짐이 시장에서 조금씩 나타나고 있다고 솔더링 머신 업체들은 말하고 있다.
국내 자동차 업종의 생산물량이 최근 들어 조금씩 줄어들고 있고, 외주업체의 수가 줄어들고 있어서 올해 하반기 전장 업종은 서서히 악화될 것이라는 현장의 예측이 지배적이다. 대외적인 환경도 부정적으로 돌아가고 있다. 사드배치에 따른 大중국정부의 보복정책과 大美 FTA 재검토도 회자되고 있다. 외부 변수가 어떻게 작용할지 모르겠지만, 확실한 점은 올해 하반기는 상반기보다 설비투자가 많이 없어질 것으로 보인다. 일각에서는 상당히 심각하게 예측하기도 한다. 설비제조업체에서는 외주업체 수의 감소에 민감한 모습을 보이고 있다. 생산라인이 없어진다는 것은 결국 생산설비시장 파이가 줄어드는 것을 의미하기 때문이다.
OLED 디스플레이 시장에 있어서도 우려의 시선을 보내고 있다. 선행투자로 인해 높은 생산수율이라는 높은 경쟁력을 구축한 국내 디스플레이 업체가 글로벌적으로 스마트폰용 OLED 패널공급에 독보적인 위치를 차지하면서 이 협력업체들 또한 상당히 바쁜 나날을 보내고 있다. 그런데 문제는 OLED 관련한 투자가 사라지는 다음이다. LED, LED BLU 등의 다른 업종의 설비투자를 크게 기대하기 어려운 상황이다.
표면적으로는 지난해 보다 나아진 것은 확실하지만 특정 업종, 특정 생산품에 대한 설비투자의 ‘쏠림현상’이 올해의 큰 특징이다.

리플로우, 친환경성 & 사용의 편이성 개선

솔더링 머신 업체들은 솔더링 머신의 성능 향상에도 노력하고 있지만, 기존 구조를 혁신적으로 변화시킨 개조는 어렵다고 이야기 하면서, 사용의 편의성 개선에 중점을 두고 있다. 생산 업종별로 리플로우 오븐에 요구하는 성능 및 기능이 각각 다르다. 헬러코리아(주) 김태수 연구소장은 업종별 요구사항에 대해 다음과 같이 이야기했다.
▶ 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 컨베이어 에 대한 문의도 이어지고 있다.
▶ 반도체의 경우, 질소소모량 절감이 큰 화두이며, 생산하는  패키지 제품의 특징들을 잘 대응해 줄 수 있는 특화된 장비 의 요구가 많다. 예를 들면, 생산 중 발생할 수 있는 wrap  대응장비 그리고 미세피치 BGA, Flip Chip 및 파워디바이 스 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. 플 럭스를 많이 사용하는 전장사의 특징에 따라서 FMS(Flux  Management System)의 고성능화 그리고 flux 관련 유지 보수의 편의기능, PM 주기 증가 등을 요구하고 있다. 아울 러, 완성차에 부착된 전자부품의 이력추적기능을 기본 사양 으로 지원해주기를 원하고 있다.

진공 리플로우, 3~4년 이후 성장 예측

진공 리플로우 오븐이 시장에 출현하는 계기는 solder joint 내부에 보이드가 제품에 미치는 영향 때문이다. 예를 들면 보이드가 전류 흐름 불 평형, 열 방출, joint 수명 등의 원인으로서 조명되고 이로 인한 제품의 신뢰성 및 안정성까지 위협하는 요소로서 인식되었다. 현재 시장의 많은 제품들은 스마트폰, 전기자동차처럼 고 집적화되는 회로에서 많은 기능을 가지는 방향으로 개발이 진행되고 있으며, LED 제품군의 열 방출 이슈 등과 같이 제품의 신뢰도 및 안정성을 위하여 devoiding이 필요한 제품들이 점차 확대되고 있다.

기본적으로 진공 리플로우는 솔더 접합부 내부의 보이드를 제거하기 위하여 외부를 음(-) 압으로 형성하여 차압으로 보이드를 제거한다.
진공 리플로우 업체들은 시장의 추세에 따라 진공 리플로우 오븐 시장은 계속해서 커져 나갈 것이라고 보고 있다. 하지만 약간의 시간이 더 필요할 것이라고 입을 모으고 있다.
진공 리플로우의 주요 사용처인 전장 업종의 경우, 시제품을 생산해서 원청업체로부터 양산 승인을 받는 기간이 길다. 업계에서는 그 시간을 1~2년으로 보고 있다. 올해 전장 협력업체들로부터 테스트 문의가 급증했는데, 이와 관련한 부분도 많을 것으로 예측하고 있다. 헬러코리아(주) 김태수 연구소장은 “진공 리플로우가 필수 장비로 여겨져서 라인에 보급되려면 적어도 3년의 시간이 필요할 것 같다”고 말했다. “보이드에 대한 원청업체의 의지가 가장 중요하다”고 말했다. TSM 박규봉 대표는 “문의와 시제품 테스트 요청은 많이 들어오고 있지만, 실제 투자로 이어지는 건수는 적다. 현실화되기 위해서는 약간의 시간이 더 필요한 것 같다. 해당 설비가 꼭 필요한 전장, 방산 등의 업종이 존재하지만 아직 구체적으로 움직이지 않고 있다”고 말했다.
리플로우 업체들은 진공 리플로우 확산이 느린 이유를 ▶ 높은 초기투자비용, ▶ 낮은 범용성, ▶ 낮은 생산성 등을 이유로 꼽고 있다. 구조상으로 보면, 진공 리플로우는 일반 리플로우에 진공 챔버를 부착한 설비이다. 진공 챔버가 추가 되는 만큼 설비의 단가가 높아질 수밖에 없다. 그리고 진공 챔버에 들어가는 진공 펌프, 센서 등의 가격이 높은 편이다. 계속 설비 가격이 내려가고 있지만 일반 리플로우 오븐에 비해 3~4배의 높은 가격은 임가공 업체에게 큰 부담으로 작용하고 있다.

꾸준한 수요의 웨이브 솔더링

웨이브 솔더링 머신의 수요는 꾸준한 편이라고 관련 업체들은 말하고 있다. 웨이브 솔더링 공정이 사라지고 있는 추세는 확실하지만, 그 움직임이 천천히 진행되고 있는 탓에 기존 업체들로부터 소량이지만 꾸준하게 수요가 나오고 있다고 설명했다. 케이에스엠의 김홍국 대표는 “웨이브 솔더링 시장도 큰 변화 없이 흘러가고 있다. 가전 업종의 수요는 리플로우 시장과 동일한 분위기이다”고 말했다. 신명기전 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.
 
웨이브 구조의 딥핑 셀렉티브 머신 강세
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. 그럼에도 현재까지 사용되고 있는 이유는 투자대비 생산성이 높기 때문이다. 웨이브 솔더링을 대체하기 위한 셀렉티브 솔더링 머신이 등장했지만 결정적인 단점으로 인해 실패했다. 셀렉티브 솔더링 머신은 10년 전에 처음 등장했다. 초창기에는 모두 원-노즐 방식이었다. 생산성에 큰 약점을 안고 있다. 웨이브 솔더링과의 비교자체가 안 되는 수준이었다. 멀티 노즐을 부착하는 구조로 개선해서 생산성을 높였지만, 생산제품용 전용 멀티 노즐 제작 및 구입비용이 추가된다는 점 때문에 현장에서 쉽게 접근하지 못하고 있었다. 이 같은 기존 문제들을 개선하는 독특한 구조의 솔더링 머신이 구체화되고 있다.
웨이브 솔더링 머신 구조를 기반으로 한 셀렉티브 솔더링 머신이 바로 그것이다. 이 설비는 구조적으로 웨이브 솔더링 구조에서 필요한 부위에서만 납땜이 가능하도록 나머지 부분들을 막은 형태이다. 기본적으로 웨이브 구조이기 때문에 설비의 생산성이 높고, 셀렉티비보다 가격이 저렴하다는 장점이 시장에서 먹히면서 새롭게 부상하고 있다. 이 방식의 모델은 이미 외산 업체들이 출시하여 선점하고 있지만, 국내 업체가 해당 모델을 출시하면서 새로운 바람을 일으키고 있다. 국산설비라는 장점으로 인해 향후 외산설비 교체가 이어질 것으로 예상된다. B 업체 관계자는 “일반 셀렉티브 시장은 지금 정점에 와 있다고 본다. 개인적으로 이제부터는 셀렉티브가 죽고, 딥핑 구조의 셀렉티브가 올라갈 것이라고 생각한다. 그런데 딥 셀렉티브 솔더링이 생각보다 많이 깔려 있다. 폭발적인 수요는 없겠지만 꾸준한 수요가 나올 것 같다”고 전망했다.

딥핑 구조의 멀티 노즐 셀렉티브 솔더링 머신이 구체화되기 위해서는 넘어야할 산이 존재한다. 바로 솔더링 쇼트 현상이다. 하나의 노즐로 솔더링 해당 포인트를 하나의 노즐로 긁어가면서 이동하는 구조의 설비에서는 쇼트나 생기지 않은데, 멀티 노즐에 넣었다가 빼면 쇼트 발생이 많아진다. 소형 납조에서 수평적으로 떼어낼 때 주로 나타난다는 결론에 도달하고 이를 해결하기 위해 웨이브솔더링의 구조에서 답을 찾았다. PCB에 일정한 각도를 줘서 컨베이어를 타고 이동하는 웨이브 머신처럼 소형 솔더 포트에서 PCB를 떼어낼 때 수평적이 아닌 일정 각도를 주어서 떼는 방식을 채용했다. KSM 김홍국 대표는 “솔더가 쓸리면서 쇼트가 생겼다가 조금 후에 솔더가 쫙 빠져주는데, 수평 상태로 떼어 내면 쇼트가 발생하고, 각도를 주어서 떼어 내면 쇼트가 나타나지 않는다. 한 번에 쭉 잡아 떼면 쇼트가 발생한다. 이 문제를 해결한 설비가 큰 인기를 끌 것”이라고 말했다.

레이저 솔더링, 수납땜의 자동화설비로 등극하나?   
SMT 업종에서 레이저 솔더링 머신 시장의 확산속도가 예상보다 서서히 진행되고 있다. 그 이유에 대해 해당 업체는 일반 PCBA 라인에서 Laser Soldering의 수요가 제한적이기 때문이라고 분석했다. SMT나 Through hole Assembly 제조 공법은 이미 수십 년 동안 표준화와 생산성 제고가 진행되어 시장이 이미 최적화가 포화 상태가 된 것과 비교된다는 것이다.
레이저 솔더링 업체는 기존 리플로우나 웨이브 솔더링 공정에서 셀렉티브 솔더링이나 팁 솔더링 장비와 같이 대체재와 보완재로 바라보는 시각은 곤란하다고 말하고 있다. 실제로 레이저 솔더링이 적용되고 있는 분야는 기존 방식으로 자동화가 불가능했거나 PCBA라인 보다는 이미 조립이 시작된 반제품 상태에서의 솔더링 공정이다. 이러한 이유로 (주)다원넥스뷰 이동건 이사는 “레이저 솔더링 전/후 공정이 표준화되어 있지 않았기 때문에 범용성 확대 측면에서 시간이 걸리는 애로점은 있지만, 레이저 솔더링을 감안하고 라인을 설계하는 업체들이 생겨남에 따라 앞으로는 빠른 진화가 있을 것”이라고 기대하고 있다.
레이저 솔더링은 반도체 후공정에서는 대면적 Beam을 만들어 WLP(Wafer Level Package)의 CSP, Flip Chip 등의 Ball을 Substrate에 Soldering하는 양산 공정에 이용되고 있다. 레이저 솔더링 방식의 장점 중 하나는 마이크론 단위로 가열 영역을 초정밀 제어할 수 있고, 각 솔더링 단자별로 실시간으로 최적화된 열량을 바꾸어가면서 열량을 투입할 수 있고, 비접촉식이라 말 그대로 완전한 정량 납땜이 가능하다는 점이다.
이러한 ‘정밀 솔더링’을 특징으로 한 시장들이 형성되고 있다. 하나는 ‘Laser Reflow’공정이다. Flexible PCB의 신소재 등 모재의 연화점이 낮아 기존 Reflow 공정이 불가능한 경우에 Laser Reflow 공정이 사용되고 있다. 원하는 SMT 부품의 솔더 페이스트에만 레이저 빔을 정밀 조사하는 방식이다. 그리고, 센서류의 경우 납량에 따라 제품의 특성이 달라지는 경우가 많다. 기존 방식으로는 납땜 후 튜닝 작업이 별도로 따르지만, 레이저의 정량 납땜 방식은 튜닝 공정 자체를 제거할 수 있어 그 적용 분야를 넓혀가고 있다.    
레이저 솔더링 업체에서는 SMT 업종에서의 확대에 기대하고 있다. 최근 이형 삽입기 시장이 성장세에 있는데, 이는 이형 부품을 삽입했던 인력들을 줄이겠다는 신호이며, 그 이후에는 작업자에 의존했던 수납땜 공정의 자동화 교체가 남는다. 이 부분에 있어 레이저 솔더링 업체는 크게 기대하고 있다. (주)다원넥스뷰 이동건 이사는 “레이저 솔더링의 장점은 첫 번째 라인 적합성이다. In-Line 레이저 솔더링 장비는 기존 SMT 장비와 동일한 형태이다. 쉽게 말해 기존 AOI 장비에 레이저만 꽂아 넣은 구조이다”면서 “S/W 구조도 PC 기반이라 기존 SMT 장비와 차이가 없다. 생산성도 포인트 솔더링에서는 가장 좋다”고 말하면서 높은 경쟁력을 보우하고 있음을 자랑했다.