리플로우 세계 시장 동향 및 향후 전망
글: 박미경 / 남아전자산업
http://www.namasmt.com
칩(Chip) 부품이 범용성 전자제품에 적용 된지도 35년 된다고 생각합니다. 1970년 말 기점으로 컴퓨터 메인 보드(Computer Main Board)를 중심으로 사용되었습니다.
대다수 중 대형 컴퓨터 메인 보드 역시 ‘Dip Through hole’ 부품이었습니다. 애플(Apple)의 초기 보드 역시 100% through hole 부품을 사용하였습니다.
한국에서 본격적인 리플로우(Reflow)의 적용은 1980년 초입니다. 전 세계 국가 기업들은 어떻게 에너지를 절약해야하는지에 많은 연구를 몰두하고 있습니다. 초기 리플로우가 생산될 때, 대다수가 IR 및 Element Heater 방식을 사용하였으며 1995년을 기점으로 Hot Air Convection Reflow로 변화되었습니다.
이러한 이유는 IR 혹은 Element Heater 방식의 리플로우로 Reflow Soldering 시 히터(Heater) 발열 중앙부 혹은 IR Heater 발열 중앙부와 외각의 온도 차이가 매우 심하며, 또한 부품의 손상이 발생되기 때문이었습니다.
현재 IR 타입의 리플로우를 양산 공정에서 사용하는 곳은 5% 미만이며, IR Heater를 사용 시 반드시 대류시켜 주지 않으면 부품의 손상 발생이 발생되기 때문입니다.
최근에 IR reflow을 사용하는 추세가 여러 작업공정에서 사용되며, 그 중에서 Curing(건조) 리플로우를 사용할 때, IR Heater를 사용합니다, Curing Reflow로 SMD Reflow을 할 수 없으며, 이는 챔버(Chamber)의 높이가 80cm 이상 위치에 히터가 있어 최대 온도가 150℃가 넘지 않기 때문입니다.
최근 들어 PCB 코팅하는 전자기기들이 늘어남에 따라 PCB 코팅에서 Curing을 In Line하는 공정에서 코팅을 경화시키기 위하여 ‘IR Curing Reflow’을 사용하고 있습니다.
IR과 Hot Air Convection의 차이
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IR Reflow: IR Reflow는 석영관 Heater에서 발생된 열이 부품에 직접 전달되며, 온도의 현상으로 디바이스에 열이 골고루 전달되지 않음.
Hot Convection Reflow : straightening Vane가 Heater unit 위에 있어 Hot Air를 골고루 챔버내에 불어 넣는 구성으로 되어 있어, SMD 부품 손상이 적으며 부품 및 PCB의 상/하 고른 온도 설정 구현이 가능하다.
리플로우의 세계적 판매 구조 변화
모든 사회구조가 변화되어가는 것처럼, 리플로우의 변화 역시 매우 양분화되어 있다고 생각합니다. 2000년 초 중국의 기업들이 리플로우 생산을 시작으로, 현재 중국 중대형 리플로우시장 점유는 매우 높다고 생각합니다. 또한 품질과 성능이 가격 대비 매우 만족스러움을 유지하고 있습니다.
수년 전부터 미국 및 유럽에서 중저가격 리플로우가 OEM으로 여러 많은 해외 업체에서 판매 되며 시장 점유가 더욱 높아지고 있습니다. 독일 및 유럽의 전문 리플로우 기업들은 많은 고객을 확보하고 있으며, 이러한 기업들은 고품질 제품의 대량 양산에 기여하고 있습니다.
수년 전부터 변화되는 것이 Vacuum Reflow와 Flux Filter System 장착이 된 리플로우입니다. 이러한 기능은 Reflow Welding시, 발생되는 산화와 플럭스(Flux)로 인한 PCB Cleaning. 환경문제 개선입니다.
특히 F-PCB 수효 사용이 늘어남에 따라 그에 대응하는 리플로우가 필요로 합니다. 이에 따라 Heating Zone이 더욱 늘어났으며, 이러한 Heating Zone은 18zone까지 변화하고 있습니다. FPCB에서는 열의 급격한 상승 변화는 FPCB 및 부품에도 많은 손상을 주기 때문입니다.
많은 중급형 리플로우 기업들이 파산을 하였습니다. 중국 역시 리플로우 전문기업들이 업종을 다른 자동화 장비 생산으로 많이 바꾼 이유도 이러한 수요의 한계 때문이라 생각합니다.
향후 리플로우 장비 전망 및 추세
위에도 언급한 바와 같이 리플로우 역시 양극화 시장 구조가 예상됩니다. 대량 양산 제품의 의 고품질 리플로우는 독일, 일본 기업들이 주도해 나가리라 전망되며, 반도체용 고온용 리플로우 역시 독일의 명품기업 중심으로 전개해 나갈 것으로 봅니다.
범용성 리플로우 시장에서는 중국 기업들의 시장 확대가 지배적입니다.
독일, 미국, 일본의 중급 리플로우는 수년간 판매 실적이 매우 부진하였으며, 앞으로도 더욱 약화되리라 봅니다. 유럽의 여러 많은 리플로우 기업들이 OEM 방식으로 중국 리플로우 제품을 판매하는 이유도 이러한 맥락입니다.
Desk top, Proto type Reflow Oven 역시 중국 제품이 세계 시장의 80%이상 판매되고 있으며, Vacuum Reflow 역시 수년 내 30%이상의 시장을 점유하리라 전망됩니다.
스마트 기능의 리플로우
우리는 생활 속에서 모바일(Mobile)과 떨어질 수 없는 시대에 살고 있습니다. 2013년부터 새로운 변화가 리플로우에 적용되고 있습니다.
1. Module type chamber
Heating zone이 Module type으로 Heating Zone 확장성, 편리한 유지관리로 변모하고 있습니다. 이러한 모듈 기능은 유럽의 대형장비에 일부 적용한 사례는 있으나 Small, Medium 장비에 적용 사례는 매우 흥미로운 부분이라 생각합니다. Controlled는 Touch Panel 일체형 컨트롤에서 자유롭게 확장가능하며 4~10Zone까지 메인 컨트롤 변경 없이 확장할 수 있습니다.
확장 챔버 방법
이러한 확장성으로 2개의 장비를 전면 투입/출구를 분해하여 하나의 Multi 5 zone에서 확장할 수 있다. 또한 Cooling Zone도 모듈로 되어 있어 2 혹은 3개의 쿨링 모듈을 부착할 수 있는 장비이다
-이러한 확장은 동일한 5zone의 리플로우, 컨트롤을 제외하고 이어 붙일 수 있기 때문이다
1. 스마트 컨트롤 및 듀얼 컨트롤
이미 유럽에서는 SIMEMA 인터페이스를 통하여 SMT 전 공정 Line을 통합 및 원격 관리 하여 왔습니다. 어떠한 장소에서 리플로우 상황을 Smart Mobile, Ipad, WLAM, Lane. Wifi SIMEMA 데이터 및 PC환경에서 모니터링 및 원격 제어가 가능합니다. 듀얼 컨트롤 방식.
이러한 변화는 어떠한 리플로우 사용자도 원격 제어 관리를 통해 보다 능율적이고 효율적인 장비를 사용하게 만듭니다.
관리자는 어떠한 장소에서 리플로우의 설정환경. 생산수량. Profiler 제어. 리플로우의 이상 유/무 확인을 관리, 감독 지원할 수 있습니다.
2. 컴포넌트 모니터링
최근 들어 SMT 유형이 양극화되면서 양산 생산은 장비의 전문적 인력 및 상식이 있으나, Small Multi Product를 생산하는 기업들은 SMT 장비의 전문 관리인원이 없으며 주어진 상황에서 장비를 사용하는 경우가 있습니다.
리플로우 장비를 사용하다가 어떠한 결함 문제가 발생했을 때, 장비 안전을 위하여 자동으로 안전 모드로 변화됩니다. 또한 장비의 부품의 문제 발생 시 어떠한 문제의 불량이라는 셀프 테스트(Self Test) 자체 분석 기능이 있어 장비를 정상으로 사용하는데 빠른 도움을 줍니다. 장비가 셧다운(Short Down)되는 것을 방지하며 누구나 쉽게 유지보수를 위한 기능으로 변화되고 있습니다.
3. 에너지 절감 리플로우
리플로우 장비는 다른 장비에 비하여 많은 전력을 필요로 하는 장비입니다.
양산 제품일 때와 Reflow에 작업할 PCB 및 소재가 챔버(Chamber) 내에 없을 때, Reflow에서 자동 인식하여 에너지 절약 모드(Energy Save Mode)로 전환됩니다.
이러한 원리는 에스컬레이터 혹은 무빙워크(Moving Walk)에서 사람이 없을 때 작동 되지 않고 대기 모드에 있다가 사람이 오면 작동되는 원리라 생각하면 됩니다.
이러한 에너지 절약 모드를 통하여 최대 80%까지 전력을 아낄 수 있는 장비가 출시되고 있습니다. 이러한 기능은 에너지 환경 정책에 부합되는 좋은 기능이라 생각됩니다.
새로운 리플로우 장비 개발에 많은 기업들이 제품을 출시하고 있으며, 이러한 현상은 고객이 보다 경제적이고 쉽게 장비를 사용할 수 있게 해줍니다.
WiFi. 스마트폰 환경에서 사용할 수 있는 Proto Type Oven들이 출시되고 있습니다.
이러한 장비는 Temperature Profiler의 실시간 측정을 장비 및 스마트폰에서 할 수 있으며, 데이터 프린터(data Printer) 출력이 가능한 기능이 있다. 이에 따라 그간의 리플로우 사용 환경에 비교하면, 스마트 모바일 시대의 리플로우 장비라 생각하면 될 것이다
이러한 스마트 모바일 및 WLAN. WiFi 환경의 운영 장비들은 지속적으로 출시되리라 생각합니다.
베트남 시장 리플로우 전망
그간 베트남의 전자산업분야 9년간 영업을 하면서 느낀 점은 우리가 생각하는 것보다 많은 다국적 기업이 베트남 진출에 관심을 가지고 투자하고 있다는 점입니다.
특히 큰 기업이 베트남으로 공장을 옮기면서 많은 부품제조분야 기업들이 함께 진출하고 있는 모습을 지켜보았습니다.
이러한 흐름은 전체 시장 동향의 일부분입니다. 우리가 과거 중국 시장에서 경험했던 것처럼 베트남의 남부, 중부, 북부 지역의 투자 시장은 매우 희망적이라 생각합니다,
특히 베트남 시장에 대한 유럽, 미국 관계자들의 관심은 우리보다 더 크며 희망적입니다.
이 지역은 이미 부품제조 분야의 일본, 미국, 유럽계 회사들이 많이 진출하여 안정적으로 자리를 잡고 있으며 그들은 미얀마, 라오스 등으로 공장을 확장해 가고 있습니다.
인원의 효율적인 절감을 위하여 그들은 리플로우 투자에 매우 적극적입니다. 또한 어셈블리를 위한 자동화 장비 역시 좋은 시장이 되리라 확신합니다.
일본, 유럽 장비에 가장 큰 관심을 가지고 있으며, 한국 자동화 장비 역시 좋은 시장이 되리라 생각합니다.
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