EMI/RFI 실딩의 스퍼터 공정 대체 노력 ‘집중’
SiP, 카메라모듈 관련 수요도 증가 낌새  

전반적인 SMT 설비시장 침체 중에도 꾸준하게 움직임을 보여 다른 업체들의 부러움을 사고 있는 디스펜서 시장이지만, 관련 업체들의 고민은 쌓여만 가고 있다. 대량의 설비가 필요했던 휴대전화 업종의 설비확충이 멈춰 있는 상황에서 기존 디스펜서 시장파이가 꾸준히 줄어들고 있어서다. 디스펜서 업체들은 새로운 먹거리 발굴에 집중하고 있다. 그나마 다행이라고 한다면, 신규 시장에 눈에 보인다는 점이다. 디스펜싱 솔루션의 응용 범위가 넓기도 하지만 최근 패키지 기술추세가 바뀌고 있고, 칩 혹은 부품 보호목적의 디스펜싱 기술이 요구되고 있기 때문이다.


디스펜서 업체들의 한숨이 많아지고 있다. 전반적인 SMT 설비시장 침체시기에서도 디스펜서 수요는 꾸준하게 발생해 다른 설비업체들의 부러움을 받고 있는 탓에 대 놓고 고충을 터놓기 어려워졌지만 향후 시장을 생각하면 걱정이 많아진다고 말하고 있다. 가장 큰 이유는 전체 디스펜서 시장파이 축소이다. 외주 임가공 업체들의 해외진출로 순수 국내 물량이 줄어들었을 뿐만 아니라 디스펜싱 공정이 점차 사라지고 있기 때문이다. A 업체 관계자는 “디스펜서 시장은 어느 정도 움직이고 있다. 이전과 비교하면 디스펜서 투자가 좋다고 말하기가 어렵지만, SMT 코어 설비투자가 거의 없다시피 하니깐 상대적으로 활성화된 것처럼 보일 뿐”이라면서, “요즘 임가공 업체들은 SMT 핵심설비 투자보다는 생산품질 확보에 기여한 설비에 투자하는 비중이 커졌다. 원가절감을 위한 방안으로 생산품질 향상을 통한 생산불량률 낮추는 것 밖에 없다는 판단에 의한 움직임이다. 그래서 생산품질 보완 목적의 디스펜서 수요가 나오고 있다”고 말했다.
최근 단순한 본딩용 디스펜서 수요는 많이 없어졌다고 관련 업체들은 말하고 있다. 디스펜서 대표 시장이었던 언더필, 사이드실링 관련 공정이 점차 없어지고 있는 탓이다. 이전 패키징 공정에서는 댐&필(Dam & Fill), 그 내부의 인캡슐레이션을 위한 본딩 그리고 언더필 등의 디스펜싱 작업이 많았고, 이와 관련한 수요가 상당 부문을 차지했었다. 그런데 몇 년 사이 수요가 지속적으로 감소하고 있다. 경기침체에 따른 투자감소도 무시하지 못하지만, 더 큰 이유는 패키징 기술의 변화에 따른 현상이다. 패키징 형태가 바뀌면서 댐&필 공정, 다이어본딩, 와이어본딩 등의 비중이 줄어들고 있다. 플립칩 공정의 비중이 높아지면서 댐&필 공정용 수요는 거의 없어졌다. 물론 플립칩 공정에서도 디스펜싱 공정이 들어가고 있지만 댐&필 보다는 담당하는 포인트가 훨씬 적고, 일부에서는 전부 몰딩하는 작업으로 여러 디스펜싱 공정을 줄이고 있다.
SMT 공정에서 디스펜서의 수요가 가장 많은 업종은 단연 휴대전화였다. 특히, 스마트폰의 등장과 더불어 그 수요는 폭발적으로 뛰었다. 그 당시 디스펜서 업체들은 24시간 라인을 풀가동해도 납기일정을 맞추지 못할 정도로 정신없는 나날을 보냈었다. 스마트폰 생산라인에서는 언더필 용도와 다양한 부문에 실링하는 목적으로 디스펜서를 찾았다. 카메라 모듈, 스위치, 커넥터, 케이스 등에 실링하거나 대부분 사출물에 작업을 한다. 하나의 폰에서도 적용하는 애플리케이션이 각각 전용화된 설비가 필요했고 이에 대응하는 업체만이 스마트폰 성장세와 그 궤를 같이 했었다.
PCB 기판의 언더필용 이외에 2~3년 전부터 새로운 분야가 약간 떠오르고 있다. 스마트워치 등과 같은 웨어러블 기기의 실링 용도, 휴대전화 방수 목적을 위한 실링 용 수요가 발생하고 있다. 특히, 모 스마트폰의 경우, 실링 작업이 많은 비중을 차지하고 있다. 스마트폰 내부의 모든 스위치, 커넥터 등의 곳곳에 실링하고 있어서 관련 설비들이 꾸준히 납품되고 있다. 주요 시장은 휴대전화 임가공 업체들이 많이 포진되어 있는 중국, 대만 지역에 형성되어 있다. 디스펜서 업체에서는 스마트폰 구조가 대대적으로 변하지 않는 이상 향후에도 관련 수요가 이어질 것으로 예상하고 있다. 더불어, 웨어러블 기기 관련 실링 목적의 디스펜싱 구매가 점차 늘어나고 있다. 웨어러블 기기에서는 곡면, 벤딩이 있는 PCB가 사용되고 있어서 최적화된 디스펜싱 시스템 연구에 매진하고 있다.

EMI 실딩 관련 신규 시장개척 노력 中  

스마트폰 내부의 금속 실드캔 장착비중이 커지면서 대응 디스펜서의 수요가 눈에 띄게 증가했었다. 휴대전화 업체들이 부품 보호 그리고 EMI/RFI 차폐 목적의 실드캔 공정을 새롭게 추가했기 때문이다. 그런데 휴대전화 업체들의 설비확충이 잠잠해짐에 따라 해당 시장은 성숙기에 접어든 느낌이지만, 해당 작업의 추세가 바뀌고 있어서 디스펜서 업체들은 촉각을 곤두세우고 있다.
글로벌 스마트폰 업체들은 최종 완성품의 두께 감소, AS 발생비중 감소, 중요 칩/부품 보호 등의 이유로 새로운 형태의 EMI 실딩을 요구하고 있다. 지금까지의 금속 캔 구조가 아니라 스프레이나 스퍼터링으로 용액을 분사해서 보호막을 입히는 작업이 이야기되고 있다. 더불어, 핵심 칩의 전자파 간섭을 줄여서 기기 성능을 높이기 위해 핵심 칩 위에 차폐재를 바로 입히는 작업이 회자되고 있다. 원청업체에서는 무선통신 간섭 등 악영향을 방지하려는 목적에서 EMI 실딩 공정에 적극적인 모습을 보이고 있다.
패키징 업체들은 기존 스퍼터(Sputter) 설비를 활용해 원청업체에 요구에 부응하는 EMI 실딩까지 처리하는 구조로 생산라인을 개선하고 있다. 랜드-메모리플래시의 경우에는 이미 스퍼터를 통해 EMI/RFI 차폐막 형성을 구현해왔다. copper 층에 10마이크론 이하의 두께로 해 왔다. 이러한 확보기술을 기반으로 패키징 업체들은 AP, SiP 패키지 표면에 5미크론 혹은 10미크론의 두께로 입히는 공정으로 가닥을 잡고 생산에 돌입하고 있다.
디스펜서 업체들은 패키징 단계의 EMI/RFI 차폐 작업을 디스펜싱 시스템으로도 수행할 수 있다고 판단하고 패키징 업체들과 긴밀하게 움직이고 있다. 패키징 업체들이 스퍼터 설비를 이용해 대량 시스템으로 구축하려다 보니 스퍼터 장비의 단점이 조금씩 부각되기 시작했고 그 해답을 디스펜싱 솔루션에서 찾고 있다. 스퍼터의 큰 단점은 높은 장비 가격대비 낮은 생산성이다. 설비 내부로 들어가는 웨이퍼 및 서브스트레이트의 양이 한정적이고, 더불어 진공상태에 가까운 상태에서 Ar 가스 등을 이용한 증착 및 경화 작업이 이뤄지기 때문에 작업 사이클이 20~30분 정도 소요된다. 생산성 측면에서 한정적일 수밖에 없다. 디스펜싱 및 스프레이 코팅 설비는 conductive material을 뿌리면서 지나가기 때문에 생산쓰루풋이 매우 높다. 단순하게 20~30분 작업을 30초 내에 마무리한다고 계산하면 엄청난 차이가 있다. 이러한 단점들을 적극 부각시키면서 디스펜싱 시스템이 대응 솔루션이 될 수 있다고 강조하고 있다. 물론, 스프레이 설비이외의 경화기 등의 별도 추가가 필요함에도 불구하고, 전체 설비가격과 생산성 측면에서 훨씬 유리하다는 점을 내세우고 있다.

 
그동안 디스펜싱 시스템들의 확실한 장점에도 불구하고 스프레이 코팅 설비가 투입되지 못했던 여러 이유 중 하나는 바로 미세한 두께를 형성하지 못해서였다. 그런데 최근 디스펜서 업체에서 이를 극복한 솔루션을 제공하면서 진입장벽을 낮춘 상태이다. 기존 디스펜싱 시스템이 아닌 분사 개념의 특화된 펌프를 장착했다. 디스펜싱 시스템을 이용한 EMI 실딩 공정에 대한 원청업체의 최종 승인을 기다리고 있는 단계로, 디스펜서 업체들은 전환 가능성을 크게 보고 있다.

듀얼카메라 모듈용 시장도 눈에 들어와
스마트폰 업체들의 듀얼카메라 장착이 대세화되면서 해당 공정용 설비가 각광을 받고 있다. 듀얼 카메라 구조는 서로 다른 성격의 렌즈 2개를 사용하는 것이다. 하나는 보통의 스마트폰 렌즈이고, 다른 하나는 보통의 스마트폰 렌즈에 비해 화각이 넓은 광각렌즈를 채용하는 게 일반적이다. 광각렌즈가 채택되어 있으므로 기존의 스마트폰에서 촬영이 불가능했던 광각 촬영이 가능하다. 듀얼카메라로는 렌즈마다 포커싱을 달리하여 2개의 영상을 조합하여 최상의 화질을 제공하고, 더 나아가 3D 표현이 가능하다. 이러한 특징으로 현재보다는 향후 3D 구현 스마트폰에 도달하기 위한 기본 구조로 여겨지고 있다. 이로 인해 카메라모듈 생산업체는 듀얼카메라 모듈에 집중하고 있다. 최근 국내 카메라모듈 생산업체들은 해외 스마트폰 업체에 듀얼카메라 모듈을 공급한다는 발표가 나와서 향후 시장성장에 더욱 기대되는 분야이다.

하나의 모듈에 2개의 카메라를 부착하기 위해서는 까다로운 여러 조건을 준수하면서 진행되어야 한다. 각각 근거리, 원거리 렌즈가 부착되기 때문에 설계단계에서 요구하는 각도와 위치에 정확하게 붙여야만 한다. 이 공정에 대응하는 디스펜싱 설비가 새롭게 추가되고 있다. 듀얼카메라 모듈 제작공정은 비교적 단순하다. 조그만 상자 안에 2개의 카메라모듈을 담고 이를 디스펜싱으로 점착 용액을 짜서 고정시켜야 한다. 그런데 고정시킬 때 렌즈의 유격이 발생되지 않아야 하고, 렌즈 틈새로 점착용액을 꽉 차게 넣어줘야 한다. 용액을 너무 빠르게 주입하면 전체적으로 스며들지 않고 넘치는 현상이 발생한다. 따라서 용액이 충분히 틈새로 스며들도록 디스펜싱 주입시간을 최적화해야 한다. 최적화된 펌프가 필요한 이유이다. 

SiP 패지징 공정, 성장 가능성 기대 

시스템의 소형화, 박형화, 다기능화의 요구에 따라 시스템 설계의 솔루션으로 SiP가 여겨지면서 중요성이 점점 증가하고 있다. 이러한 이유로 인해 현재 국내 패지징 업체들은 SiP 패키지에 집중하고 있다. SiP 패키지는 작은 SMT 공정이라고 해도 과언이 아니다. 하나의 부품을 서브스트레이트 삼아서 솔더 용재를 도포하고 소형 부품을 올려서 리플로우로 흘리면 하나의 SiP 패키지가 완성된다. SiP 공정에서도 새로운 디스펜서 시장이 열릴 것으로 관련 업계에서는 예상하고 있다. 패키징 공정의 모든 부문을 디스펜서가 대체하기에는 아직 기술적으로 무리가 따른다. 현장에서 요구하는 생산성을 따라가지 못하기 때문이다. 그래서 SiP 패키지 내의 소형 부품 솔더링을 위한 공정에 디스펜서 업체들은 중점을 두고 있다. 이 작업에서 일반 스크린프린터로는 대응하는데 한계가 있다. 솔더 체적은 메탈마스크 두께가 좌우하는데, 초소형 제작에 한계가 있다. 따라서 안정적인 작업을 위해서 디스펜서의 필요성이 크다고 여기고 있다. 이 시장에 안착하기 위해서는 조건이 있다. 초소형의 0402 부품 공정에 맞는 정밀한 디스펜싱 컨트롤이 필요하고, 더불어 생산 사이클을 어느 정도 충족시켜야 한다는 점들이다. 디스펜서 업체들은 현장에서의 요구사항을 취합하여 다양한 솔루션들을 제안하고 실제 현장에서 테스트를 진행하고 있다.

컨포멀 코팅, 고정도의 신규시장 찾는 中

컨포멀 코팅 업체들도 신규 시장창출에 매진하고 있다. 컨포멀 코팅의 주요 사용업종은 전장이다. 다양한 용도로 여러 공정에서 컨포멀 코팅기가 사용되고 있다. 일반적으로 PCB 혹은 실장 부품들의 보호 목적으로 추가적으로 코팅 공정을 수행하고 있다. 습기 침투예방, 외부 데미지 보호를 위해서 사용되고 있다. 그런데 전장 업종에서 요구하는 수준이 까다롭지 않는 편이다. 진입 장벽이 낮아서 여러 업체들이 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
컨포멀 코팅 업체는 블루오션을 찾고 있다. 디스펜서 업체들과 더불어 EMI 실딩 차폐재 코팅 시장도 염두에 두고 있다. 특히, 이 공정에서 스프레이 방식보다는 코팅기가 더욱 유리하다고 보고 있다. 스퍼터는 EMI 차폐가 가능한 아주 미세한 두께의 증착이 가능한데 비해 스프레이 코팅기는 material 특성으로 인해 미세한 두께 코팅에 제한적이 있을 수밖에 없었다. 이를 해결하는 솔루션을 제안하고 디스펜서 업체들과 보이지 않는 기술적인 경쟁을 벌이고 있다.
컨포멀 코팅 업체는 패키지 업종과 더불어 국내의 와이파이 모듈 업종에서도 동일한 목적으로 기존의 스퍼터 작업을 대체하려고 움직이고 있다. 이 시장에서는 비교적 수월한 수준의 코팅 두께를 요구하고 있어 비교적 쉽게 진입할 것으로 내다보고 있다.
터치패드 공정에서도 코팅 기술이 관심을 끌고 있다. 글래스 혹은 필름에 지문이 안 남게 하는 Anti-smudge, 빛의 반사율을 적게 하는 Anti-reflective 목적으로 요구되고 있다. 아주 얇은 두께를 워하는 이들 공정에서는 코팅설비가 빛을 발하고 있다.