하이엔드 업종의 초고도의 협피치 프린팅 솔루션 구현 노력
차차세대 물종을 겨냥한 테스트 지원 활발
스크린프린터 업계에서는 올해 국내 시장규모가 지난해와 비슷할 것으로 예상하고 있다. 순수 국내 시장 판매 대수 기준으로 볼 때, 작년은 2022년 대비 30~40% 감소하였는데, 올해는 그 수준을 형성할 것이라고 보고 있다. 모바일을 포함한 SMT 업종의 수요가 지난해와 비슷하겠고, 친환경 向 전장 업종이 투자를 이어가겠지만, 반도체 후공정 업종의 수요 급락이 나와 시장규모가 전년대비 감소할 것으로 보고 있다. 스크린프린터 시장은 유례없는 경쟁에 놓여 있다. 중국산 저가 설비의 유입이 늘어나고 있으며, 엔저를 등에 입은 일본산 장비가 조금씩 기세를 높여나가고 있다. 가격 민감도가 어느 때보다 중요해진 곳이 되었다. 아울러, 지난해 하반기 글로벌 스크린프린터 업체가 하이브리드 개념의 잡 체인지 전자동 솔루션을 발표하면서 다시 한번 관심이 높아지고 있다.
전자산업계 경기가 살아나지 않고 있다. 글로벌 고금리, 고인플레이션 기조가 이어지면서 반도체 부진, 제조업 경기 회복 지연, 대외 여건의 불확실성 등의 영향으로 위축된 흐름을 이어가고 있다. 스크린프린터 시장 역시 침체 국면에서 벗어나지 못하고 있다. 3중고(高 환율, 高 이율, 高 물가)로 인한 글로벌 경기침체도 지속됨에 따라 가전, TV, 모바일 업종의 설비투자가 위축되었다. 임가공 업체의 투자 분위기 다운으로 스크린프린터 시장은 많이 차분한 모습을 보이고 있다. (주)ESE의 박정호 부사장은 “전자산업계 설비투자 시장은 침체 국면을 벗어나지 못하고 있다. 친환경 자동차 업종을 제외한 휴대전화, 가전, 디스플레이, 반도체 등 대부분이 투자에 소극적인 모습을 보였다”면서 “다행히 하이엔드 업종에서는 스크린프린터 시장이 형성되어 있다. 친환경 차량의 수요에 대응하기 위한 자동차 업종의 투자 지속, 반도체 업황의 완만한 회복과 맞물린 계획된 투자 집행이 나오고 있다”고 현재의 시장상황을 전했다. ASMPT SMT Solutions 한국/태국/베트남 총괄이사, 김대성 대표는 “글로벌 시장 환경은 여전히 험난하다. 세계는 현재 재편성되고 있으며, 전자제품 업계의 불확실성으로도 이어졌다”고 말했다.
반도체 산업 업황 회복론이 많아지고 있지만 아쉽게도 생산현장에서 느끼는 체감경기는 크게 나아지지 않았다. 지난 1분기 반도체를 중심으로 수출이 반등하고 국내총생산(GDP) 역시 ‘깜짝 성장’을 보였다. 그러나 국내 제조업 제품의 공급은 감소세를 보이며 내수가 수출의 회복세를 따라가지 못하는 모습이 나타났다. 통계청은 ‘2024년 1분기 제조업 국내공급동향’을 통해 올해 1분기 제조업 국내공급지수가 전년동기 대비 2.4% 감소했다고 밝혔다. 이중 국산 제품은 자동차와 전자·통신 등이 줄어 0.6% 감소했고, 수입은 전자·통신, 화학제품 등이 줄어 6.7% 감소하며 전체 감소세를 이끌었다.
업종별로는 기타운송장비가 26.5% 증가했다. 기타운송장비의 경우 가스 및 화학 운반선 등이 증가하며 국산과 수입이 모두 늘어난 영향이다. 반면 반도체의 영향이 큰 전자·통신(-8.9%)이 감소했으며, 자동차(-5.9%), 화학제품(-6.4%) 등도 감소했다. 특히 전자·통신 중 반도체는 국산과 수입에서 모두 공급이 감소해 12.9% 줄어들었다.
조금 더 세부적으로 들여다보면, 3월 설비투자는 기계류 및 운송장비 투자가 줄어 전월대비 6.6% 감소했다. 통계청의 ‘2024년 3월 산업활동동향’에서는 특수산업용기계 등 기계류(-7.8%) 및 자동차 등 운송장비(-2.9%)에서 투자가 모두 줄었고, 반도체 제조용 기계 수입도 소폭 감소했다고 전했다. 하지만 전년동월대비 기타운송장비 등 운송장비(4.2%)에서 늘어나 작년과 약간 다른 투자분위기가 나오고 있음을 나타냈다.
제조업 생산능력지수는 전월대비 0.3%, 전년동월대비 1.7% 증가했다. 지난해와 비교해 보면, 반도체가 15.1% 늘어난 반면, 전기장비 -9.2%, 전자부품 -4.8%를 보였다. 이를 통해 반도체 경기가 서서히 회복하고 있지만 일반 전자기기 경기는 여전히 위축되고 있음을 유추해 볼 수 있었다. 제조업 생산 부문에서는 금속가공, 전자부품 등에서 줄어 전월대비 3.5% 감소했다. 전년동월대비로는 전기장비, 자동차 등에서 줄었으나, 반도체가 늘어나 0.4% 증가했다.
스크린프린터 업계에서는 올해 국내 시장규모가 지난해와 비슷할 것으로 예상하고 있다. 순수 국내 시장 판매 대수 기준으로 볼 때, 작년은 2022년 대비 30~40% 감소하였는데, 올해는 그 수준을 형성할 것이라고 보고 있다. 모바일을 포함한 SMT 업종의 수요가 지난해와 비슷하겠고, 친환경 向 전장 업종이 투자를 이어가겠지만, 반도체 후공정 업종의 수요 급락이 나와 시장규모가 전년대비 감소할 것으로 보고 있다. 하지만 일각에서는 하반기 혹은 연말께부터 시장이 조금씩 살아나지 않을까 기대하고 있다. 반도체 후공정 업체들이 그동안 연기했던 해외 증설투자를 재개하려는 움직임이 나오고 있으며, 글로벌 통신업체 물량 확보를 위한 선행 투자 이야기가 더해지고 있다는 점을 이유로 들었다. 지난달 한국은행은 경제전망보고서를 통해 국내경제는 수출의 회복모멘텀이 강화된 데다 소비 흐름도 당초 예상보다 개선됨에 따라 2월 전망(2.1%)을 상당폭 웃도는 2.5% 성장할 것으로 전망했다. 제조업 경기부문에서는 글로벌 신흥국을 중심으로 개선조짐을 나타내었으며, 특히 IT경기는 AI 투자수요에 힘입어 당초 예상보다 상승세가 빠를 것이라고 내다봤다.
한편, 스크린프린터 시장은 유례없는 경쟁에 놓여 있다. 중국산 저가 설비의 유입이 늘어나고 있으며, 엔저를 등에 입은 일본산 장비가 조금씩 기세를 높여나가고 있다. 가격 민감도가 어느 때보다 중요해진 곳이 되었다.
스크린프린터 전자동화 솔루션이 다시 한번 회자되고 있다. 제조생산 산업계는 공장 무인화·자동화를 향한 발걸음을 빨리하고 있다. SMD 생산라인의 경우, 대부분의 공정 단계에서 자동화로 바뀌고 있는 것과 달리 프린팅 공정 단계에서는 큰 진보를 이루지 못하고 있다. 프린팅 공정에서의 전자동화라고 함은 결국 잡(물종) 체인지에 따른 메탈마스크, 백업핀, 스퀴즈 자동 교체, 솔더 자동 교체 시스템으로 요약할 수 있다. 이러한 일련의 작업을 현재는 전적으로 작업자에게 의존하고 있다. 고비용의 자동화 구현 기술력 투입대비 효율성이 낮기 때문이다. 그래서 스크린프린터 업체들은 모든 교체 작업의 자동화가 아닌 하나의 작업부터 서서히 점령해 나가는 전략을 내놨다. 메탈마스크 오토 체인지 개념이 최초로 등장하게 되었다. 메탈마스크 오토 체인지 모델은 대량 생산 환경에서 큰 이점을 제공하며, 생산성과 효율성을 향상에 크게 도움이 된다는 독보적인 장점을 지녔다. 특히, 공장 자동화를 꿈꾸는 임가공 업체에게는 최종 목표를 실현시키는 데 도움을 주는 솔루션 중 하나이기도 하다. 메탈마스크 오토 체인지 스크린프린터가 미래지향적인 설비인 것은 확실하지만 현 시장에서의 확산 속도는 매우 느린 편이다. 전반적인 경기위축에 따른 최첨단 向 설비투자 약세 기조가 강한 상황과 맞물려 여러 이유가 복합적으로 존재해 있다. A 업체 관계자는 “초기 투자비용이 높거나 시장 내 충분한 인식이 부족하기 때문일 수 있다. 시장 확대를 위해서는 비용 효율성에 대한 광범위한 마케팅 전략이 필요하다고 생각한다. 또한 기존 제품에 익숙한 사용자에 대한 새로운 기술에 대한 교육도 병행되어야 할 것”이라고 말했다.
전반적으로 스텐실 프린팅 추세 또한 점점 자동화를 향해 가고 있다. 부족한 숙련 작업자의 부담을 덜어주는 것이 생산품질 제고와 직결한다. 더군다나 민감도가 높은 솔더 페이스트 프린팅의 경우, 수동 개입은 모두 오류의 원인이 될 수 있다. 솔더 페이스트 프린팅 공정에서 최적화해야 할 사항들이 여전히 많이 남아있다. SMT 생산의 전체 오류 중 34%가 프린팅 공정 단계에서 기인한다는 연구 결과가 이를 증명하고 있다. 솔더 페이스트 압력은 다양한 환경적 매개 변수의 영향을 받으므로 끊임없이 변동이 발생할 수 있다. 따라서 결과가 허용 범위를 초과하지 않도록 지속적으로 모니터링하고 재조정해야 한다. 이로 인해 잡 체인지 자동화 솔루션은 개발 로드맵으로 잡혀 있다.
이러한 상황에서 지난해 하반기 글로벌 스크린프린터 업체가 하이브리드 개념의 잡 체인지 전자동 솔루션을 발표하면서 다시 한번 관심이 높아지고 있다. 탑솔루션(주) 이도형 대표는 “최근 SMD임가공 업계에서 ‘생산 물종 대응력 강화’라는 트렌드가 강력해지고 있다. 이를 위해 임가공 업체들은 다양한 물종에 유연하고 빠르게 대응할 수 있는 라인으로 변경하는 작업을 진행해 왔다”면서, “그런데, 라인의 모델체인지 작업은 생산 현장에서 가장 노동 집약적이고 시간 소모적이며 오류 발생이 높은 작업 중 하나이다. 여타의 생산설비들은 일정 수준 자동화를 구현해 내고 있지만, 프린팅 단계에서는 여전히 작업자에 의존하는 일이 많다. 궁극적인 공장자동화 구현을 위해 생산물종 변경에 맞는 부속품 자동 변경 솔루션을 선보이게 된 큰 이유”라고 설명했다. (주)ESE의 박정호 부사장은 “스크린프린터의 물종 변경 전자동화 솔루션은 향후 시장에서 큰 반향을 일으킬 것이다. 시장 보편화와 경쟁적인 기술 개발 노력 측면에서 많은 업체의 동참이 큰 도움이 된다”고 말했다.
현재 SMT 업계는 전자제품의 수요 증가와 함께 기술 혁신의 중심에 서 있다. 스크린프린터 시장은 사물인터넷(IoT), 자동차 전장 그리고 스마트 기기 시장의 확대에 힘입어 지속적인 성장이 예상된다. 이러한 전자 디바이스의 최첨단화로 인해 스크린프린터에 대한 고정밀도와 고속화 요구가 늘어났다. ASMPT SMT Solutions 한국/태국/베트남 총괄이사, 김대성 대표는 “어드밴스드 패키징(AP, Advanced Packaging), 커넥티비티(Connectivity), 자동차는 올해에도 스크린프린터 시장의 동인으로 자리하고 있다. 2024년 세계는 스마트워치에서부터 차량용 디지털 콕핏(Digital Cockpit)에 이르기까지 네트워크로 보편적으로 연결되어 있으며, 전기는 점점 전통적인 에너지원을 대체하고 있다”면서 “미래의 SMT 라인은 초소형 SMD 및 대형 크기의 전력전자(power electronics)용 부품 등 반도체 다이를 모두 처리할 수 있어야 한다. 라인의 앞단에 있는 솔더 페이스트 프린터는 이러한 높은 기준 역시 충족해야 한다. 결국 높은 프린팅 품질과 효율성이 강화된 설비 요구가 커질 수밖에 없다. 향후 시장은 이들 요소가 경쟁 요인이 될 것”이라고 말했다.
일반 SMD 산업 위축에 따른 수요 감소, 가격 우선을 내세운 외산 설비 유입 증가 등으로 스크린프린터 시장은 경쟁이 심화되고 있다. 레드오션을 벗어난 블루오션을 향해 역량을 집중하고 있다. 공통적으로 염두에 두고 있는 업종이 반도체 후공정이다. 특히, 차세대 생산물종을 겨냥한 프린팅 공정 안정화 구현에 집중하고 있다. (주)ESE 박정호 부사장은 “제조공정 기술을 리딩하고 있는 업종의 주요 고객사에서는 차세대 양산용 대응 프린팅 솔루션을 여전히 요구하고 있다. 모바일 기기의 소형화·저전력화·다기능화로 초소형 부품 및 패키지 부품의 적용이 늘어나고 있기 때문이다. 그에 따라 한정된 공간에서 효율을 최대화시키기 위해 부품간의 피치 간격도 좁아지고 있다”면서, “스크린프린팅 공정 입장에서 보면, 현 기술보다 진일보한 혁신적인 기술 및 솔루션이 필요한 영역이다. 이 같은 차세대 공정 기술 向 최첨단 프린팅 솔루션 대응력이 향후 시장을 좌우할 것이라고 생각한다”고 말했다.
최근 피치 간격이 더욱 좁아진 70미크론 이하의 물종을 준비하는 움직임이 나오면서 프린터 업체들은 대응 솔루션 모색 및 제안에 집중하고 있다. A 업계의 관계자는 “글로벌 통신 원청업체에서 50미크론 피치 간격의 물종 관련 테스트 요청을 받고 있다”면서, “차세대 디바이스 물종의 양산라인 구축을 위해 선행기술확보 목적으로 진행하고 있다”고 밝혔다. 스크린프린터 업체에서는 현재의 설비 컨셉트에서는 파인피치의 극소량의 납빠짐성 요구를 충족시키기 어렵다고 말하고 있다. 탑솔루션(주) 이도형 대표는 “블레이드를 활용해 스텐실에 솔더를 밀어내는 현 구조에서는 70미크론 이하의 납빠짐성에서 신뢰성을 구축하기가 어렵다. 기술적인 한계에 도달했다”면서, “극소량의 납빠짐성을 양산성과 결부시키기 위해서는 스텐실, 블레이드 제질에서부터 접근해야만 해답을 찾을 수 있다”고 조언했다.
한편, 스크린프린터 업체들은 동일 보드 상에 초소형 부품에서부터 대형 부품까지 동시에 실장되는 추세가 강해짐에 따라 이를 대응하는 솔루션 찾기에 집중하고 있다. 하나의 보드에 최소 100㎛대의 패드 충진이 필요한 01050M, 0201M 부품의 동시 장착이 예상되고 있다. 초소형 패드를 신뢰성 있게 충진하기 위해서는 마스크의 두께를 얇게 해야 한다. 그러나 얇은 마스크 두께에서는 대형 패드에 미납 현상이 발생한다. 서로 다른 사이즈의 패드를 동시에 만족시킬 수 있는 솔더 충진 솔루션이 어렵다. 다양한 사이즈의 이종부품들이 장착되는 전장, 백색가전용 보드에서 이러한 요구가 나올 것으로 전망된다. 아직 0603 사이즈 이하의 부품들이 장착되지 않고 있지만, 자동차의 전장화, 백색가전의 IoT화로 인해 초소형 부품의 실장 가능성을 배제할 수 없기 때문이다. 0.1t급 두께의 마스크를 사용하고 있는 전장 업체에서 그 이하 두께의 마스크를 적용하는 테스트를 실시하고 있는데, 초소형 부품 실장을 염두에 둔 것으로 분석된다. 스크린프린터 업체들은 현재의 시스템과 기술력으로 일정 부문까지 대응하고 있지만, 특정 물종과 공정을 겨냥해 디스펜싱 밸브를 부착하여 솔더 충진의 보완 및 리페어를 구현하는 솔루션을 제안하고 있다.
프린터 업계에서는 반도체 업종에서 고도의 프린팅 성능을 요구하고 있다고 전했다. 전자기기의 최첨단화·소형화·다기능화 추세가 여전히 강세를 보이면서 PCB 보드는 더욱 고밀도화·협피치화되고 있다. 앞선 시장을 준비하는 원청업체에서는 극한의 프린팅 기술을 요구하고 있다. 글로벌 원청사들은 앞선 시장을 겨냥해 초소형 부품을 주저 없이 선택하고 있다. OSAT 업체에서는 고객사의 요구에 대응하기 제조 및 공정기술력을 선제적으로 확보하려는 노력을 끊임없이 진행하고 있다. 초소형 패드에 신뢰성 있는 납 빠짐성이 가능하도록 스크린프린터 업체들의 기술 업그레이드를 독려하고 있다. 최근 글로벌 통신업체 向 제품에 피치 간격 60미크론 패드, 50미크론급의 패드에 대한 프린팅 프로세스를 테스트한 것으로 알려졌다.
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