향상된 생산성, 수삽/이형 대응력 적극 ‘부각’
수공정 자동화 솔루션지원능력 ‘강조’

잠시 주춤했던 SMT 후공정의 수삽라인의 자동화 시장이 다시 뜨거워지고 있다. 최저임금적용, 주 52시간 근무제 도입에 따른 인건비 절감해소을 위한 솔루션으로 여겨지고 있기 때문이다. 그 동안 전적으로 작업자에 의존할 수밖에 없었던 수작업 업체들이 인건비 절감, 생산품질 균등화, 생산량 증대 등의 목적으로 자동화 설비에 눈을 돌리고 있다. 마운터 업체들은 생산성 향상, 수삽/이형부품 대응성을 개선한 신규 모델을 출시하고 있다. 여기서 멈추지 않고 단품 판매에서 벗어난 수삽공정 전반을 아우르는 자동화 솔루션 제공으로 고객들의 눈길을 사로잡고 있다. 올해 차분해진 수삽용 실장기 시장이 차분하지만 필요성이 극대화되고 있어서 시장성이 매우 밝은 영역으로 적극적인 모습을 보이고 있다. 하지만 시장 보편화를 위해서는 아직도 뛰어넘어야 할 여러 개의 산이 존재하고 있다.

시대적인 흐름인 Smart Factory 구현 목적과 더불어 주 52시간 근무제 도입, 최저임금제 적용, 전문작업자 충원 어려움 등을 해결하는 솔루션으로 공정 자동화에 대한 관심이 높아졌다. 수삽용 실장기 공급업체들은 일반 백색가전, 자동차 업종에서 가장 많이 들어오고 있다고 말하고 있다. 대형 이형부품, 레디얼/엑시얼 부품이 들어가는 업종이기에 해당 시장의 중심에 서 있다. 미래산업(주) 황장선 영업팀장은 “기존의 SMT라인과 별개의 수삽 공정의 자동화가 트렌드화 되어 가고 있는 현상이 많아지고 있다. 인건비 절감은 물론 수삽 공정에서 문제가 되고 있는 품질, 생산성 확보 및 공정개선을 위한 글로벌 기업들의 장비 도입이 확대되고 있다”면서, “특히 자동차 전장업체의 경우 원청사에서 수삽공정 자동화 요청 및 품질 확보에 따른 설비 납품건이 늘어났으며, 글로벌 가전 및 EMS업체의 경우 전용라인 구축 및 다품종 소량 생산부품에 맞는 맞춤형 장비 대응으로 나쁘지 않은 한 해를 보내고 있다”고 전했다.
수삽용 실장기는 수삽, 이형부품들이 함께 실장되는 물종에서 독보적인 성능을 발휘한다. 대표적으로 가전, 조명 물종의 파워보드(SMPS, 인버터), 휴대전화 물종의 충전기 공정에 적합하다. TV, 디스플레이 물종에서는 파워보드(SMPS)외 이형부품과 수삽부품이 결합된 통합 보드에서 수삽 이형실장기가 최상의 솔루션이 될 수 있으며, 자동차 전장 물종의 다양한 제어/파워 보드의 중대형커넥터/콘덴서/ Relay 등의 실장에서도 탁월한 성능을 제공한다.
수삽, 이형부품이 동반 실장되는 업종이 산업계에서 큰 비중을 차지하는 덕분에 수삽용 실장기 시장은 해마다 성장하고 있다. 한화정밀기계(주)의 박건영 부장은 “주요 칩마운터 업체들의 수삽 이형실장기의 시장규모는 2017년 900~1,000억으로 추정되며, 年 평균 20% 이상 성장을 고려했을 때 2018년도에는 1,000~1,200억원이 예상된다. 여기에 중국, 미구주산 수삽 자동화 설비까지 포함시키면 그 시장규모는 2배 이상 추정된다”고 분석했다. 미래산업(주) 황장선 영업팀장도 비슷한 시장규모를 예측했다. 그는 “이형부품삽입기 시장을 통상적으로 SMT설비 시장대비 1/10 수준인 2,000억대가 예상된다”고 말했다.

수삽용 마운터 시장은 초창기 시작했을 때 오히려 더 폭발적인 반응을 보였다. 그러다가 반응이 주춤하다가 올해 다시 큰 관심을 받고 있다. 최저임금상승에 따른 인건비 상승부담을 해소하는 솔루션으로 꼽히고 있기 때문이다. 한주오토시스템즈(주) 조성문 대표는 “지속적인 인건비 상승이 예상되는 상황에서 전기전자 제조업체들은 원가절감과 안정적인 생산품질 구현을 위해 수공정 라인 자동화에 집중하고 있다. 수삽용 실장기의 성장성은 여전히 매력적이다”고 말했다.
장밋빛 시장이 예견되지만 올해 해당 시장의 실제투자는 예상보다 저조한 편이었다. 수삽용 실장기의 설비 수요가 나오긴 했지만 큰 관심에 비하면 낮았다.
수삽 라인의 자동화는 상당히 까다로운 조건들이 충족되어야만 한다. 그리고 초기투자비용이 매우 높다. 전체 수삽 라인을 자동화하려면 신규 라인급 조성이 필요하고, 다양한 부품에 대응하는 전용공급장치가 더해지면 상당히 높은 비용을 감수해야 한다. 일반 SMT 마운터와처럼 수삽용 실장기만을 넣으면 자동화를 구현할 수 있을 것으로 기대하고 접근했던 대다수의 업체들이 이러한 어려운 부문을 들고 한 발 빼고 있다. 대기업에서도 수삽 라인자동화 구축 목적으로 오랫동안 검토하다가 결국에는 국내 라인에 1~2대를 넣고, 대량 수삽공정은 해외공장으로 이전하는 모습을 보이기도 했다. (주)인터켐코리아 손대석 이사는 “시장성은 매우 좋지만, 지금은 한 풀 꺾인 것 같다. 지난해와 달리 분위기를 차분해졌다”면서 “수삽 자동화는 오랜 시간이 걸린다. 그리고 자사 제품을 생산하지 않은 메이저 업체가 아닌 이상은 접근하기가 상당히 어려운 부문이 있다”고 말했다.
순수 국내에는 생산기지가 거의 없다. 전기전자 업종의 경우 국내 대기업의 2차 및 3차 물량을 소화하는 업체들이 대다수이다. 현실적으로 수삽용 실장기를 구입할 여력이 없다. 그리고 국내에서 수삽공정 자동화 구축에 소요되는 초기투자비용을 따지면, 물종에 따라 해외이전이 더 경제적인 경우가 있다. 즉, 국내에서 90%의 자동화라인구축 수준의 비용이 인건비가 저렴한 동남아지역의 라인을 이용하면 50% 수준으로도 비슷한 효과를 볼 수 있다. 한주오토시스템즈(주) 조성문 대표는 “수삽용 마운터의 수삽부품 대응력이 해마다 넓어지고 있지만 아직까지 대응할 수 있는 범위는 한정되어 있다. 여기에 생산라인택타임도 감안해야 한다. 칩마운터처럼 여러 대로 구성하면 소화할 수 있지만, 생산물량이 끊긴다면 헛돈을 쓰게 된다. 리스크를 감안하여 최소한의 투자로 최대한의 효과를 끌어내기 위해 여러 가지 사항을 이야기하고 있지만, 100% 완벽하게 대응하는 수삽용 실장기 및 업체가 없다. 그러다 보니 당초 예상했던 것 보다 낮은 자동화 효율을 경험하고 있다. 그나마 대량생산구조에서는 효율이 높은 편이지만, 모델체인지가 많은 소량다품종의 라인에서는 수삽용 실장기는 애물단지가 될 가능성이 높다. 수삽용 실장기의 확대에 큰 걸림돌이 되고 있다”고 말했다.

순수 국내 수삽용 실장기 시장은 생각보다 크지 않다는 의견이 지배적이다. 한주오토시스템즈(주) 조성문 대표는 “이형자삽기 시장이 매우 큰 것 같지만, 순수 국내 시장만 두고 보면 그렇지 않다. 일반적으로 대량 생산라인에서 해당 설비를 적극적으로 찾는데, 국내는 다품종소량 라인으로 바뀌었고, 대량 물량은 해외공장에서 생산하는 시스템이 고착화되어 가고 있다”면서 “순수 이형자삽기 수요처가 꾸준히 줄어들고 있다”고 말했다.
아직 수삽 공정 자동화는 초기투자비용이 높아서 국내의 경우에는 공정 전체 보단 많은 업체들은 인건비 개선 목적의 1~2대의 수삽 자동화 설비만을 도입하고 있으며, 수작업 공정이 많은 물종의 경우에는 해외 공장 중심으로 생산을 하고 있다.
현재 수삽 자동화 시장은 자본력이 있는 대기업과 자사 브랜드를 생산하는 중견 업체들이 이끌고 있다. 특히, 인건비 절감, 공정개선이라는 확실한 목표를 두고 있는 업체만이 수삽 자동화에 적극적인 모습을 보이고 있다.

전체 수삽 라인공정 자동화 솔루션 강조  

한정된 수삽용 실장기 시장을 넘어서기 위해 수삽 라인의 자동화 측면에서 접근하고 있다. 수삽용 실장기 공급업체 대부분은 단품 설비가 아닌 전체 수삽 라인개념에서의 자동화 솔루션 제공을 강조하고 있다. 특히, 마운터 기반 업체들이 적극적인 모습을 보이고 있다. 마운터 업체들은 Smart Factory 솔루션을 이미 몇 년 전부터 준비하고 해마다 그 성능과 버전을 끌어올리고 있다. SMT 마운터 생산라인에서 구축한 시스템과 솔루션을 활용하여 차별성을 강조하고 있다. 이들 업체들은 현재 SMT 라인의 수삽 공정에서 요구되는 생산성 증대 및 인건비 절감을 구현하는 다양한 방식의 자동화 솔루션을 제안하고 있다. 수삽용 실장기뿐만 아니라 로봇, 여타의 자동화 설비들을 포함시켜서 고객맞춤형 프로세스 제공 전략으로 확장시켜나가고 있다. B 업체 관계자는 “SMT 공정이나 수삽 공정이나 결국은 Factory 개념에서 보면, 동일한 프로토콜을 가지고 가야 한다. 단순 이형 자삽기 성능 중심으로 움직이는 업체들은 이 부문에서 약점이 노출되고 있다. 반면, 마운터 기반 업체들에게는 크나큰 강점으로 작용하고 있다. 현재 수삽 공정 자동화를 요청하는 곳은 대부분은 중견 이상의 업체들이다. 이들 모두는 MES 구축을 기본적으로 요구하고 있다. 전체 수삽 공정을 아우르는 자동화 솔루션 제공능력이 수삽용 실장기 시장에서 주요 경쟁력으로 커지고 있다”고 말했다.
수삽자동화 설비 관련 다양한 기술과 노하우가 필요한 설비라고 업계에서는 이야기하고 있다. 일각에서는 마운터보다 어렵다고 말하기도 한다. 마운터는 장착속도이 중요하다. 반면 수삽자동화는 장착속도와 정밀도가 낮을 뿐 이형부품 대응력, 대응 솔루션 제공능력이 중요하다. 다양한 옵션들이 준비되어 있어야만 한다. 조립할 수 있는 옵션들이 필요하고, 최적화된 공급장치 제조기술력이 필요하다. 기술 측면에서 보면, 마운터와 수삽자동화에서 요구되는 기술력이 서로 다르다. 다양한 기술력이 필요하지만 진입장벽은 비교적 낮은 편이다. SMT 공정과 비교해 삽입정도가 현저히 낮고, 생산속도도 크게 구애를 받지 않기 때문에 일반 FA업체들도 쉽게 뛰고 있다. 마운터 업체들은 생산성, 생산품질, 내구성 그리고 생산공정관리시스템 구축 능력면에서 마운터 기반 설비가 매우 앞서고 있다고 강하게 말하고 있다.
국내 이형부품삽입기 시장에서 국내 업체가 강세를 보이고 있다. 이러한 현상을 두고 동종 업체에서는 당연한 결과라고 말하고 있다. 이형부품삽입기의 경우 장비 제안에서 부품에 따른 다양한 공급장치에 관한 지속적인 미팅 및 납품 후 사후 관리까지 고객사에 요구사항이 상당히 많다. 대형 마운터 제조업체들이 대응하기에는 이형삽입기는 FA장비처럼 요구사항이 많고 손이 많이 간다. 이형부품삽기 구매 고객사가 대부분이 글로벌 대형업체로써 까다로운 품질 요구와 지속적인 장비 기능에 대한 추가 요청이 이어지고 있다. 이를 신속하게 대응할 수 있는 업체는 전세계적으로 많지 않다. 신속한 지원이 경쟁력인 로컬 업체가 유리한 위치를 차지하고 있다.

수삽/이형 가능한 하이브리드 모델 각광

수삽용 실장기와 이형 마운터를 구분할 경우는 시장이 한정된다고 판단하고, 많은 업체들이 겸용 설비로 진화시키고 있다. 하나의 플랫폼에서 부품에 따라 이형기와 수삽용으로 활용할 수 있는 설비가 연이어 시장에 나오고 있다. 하이브리드 설비의 최대 장점은 플렉시블한 생산라인 구현이 가능하다는 점이다. 더불어 수삽용 실장기의 초기투자비용 부담을 상당부문 해소할 수 있어서 업체들의 접근을 용이하게 할 수 있다. 수삽 공정이 SMD화되어 가고 있다. 현재 수작업을 수삽용 실장기로 대체하는 움직임이 나오고 있지만, 장기적으로 봤을 때는 SMD화로 인해 이형 마운터로 많은 부문이 넘어갈 것으로 예상된다. 자동차 전장이 이러한 구조로 발전해 나가고 있다. 크게 보면 일반 자동차 전장용 제어보드에 실장되는 수삽부품은 몇 종의 커넥터 밖에 안 남았다. 이들 커넥터만 수삽으로 찍고 있는데, 전장 업종에서는 또 다른 자동화 솔루션을 꾸준히 모색하고 있다.
칩마운터 업체들은 수삽/이형부품을 컨트롤할 수 있는 하이브리드형 모델을 내세워 고객처를 넓혀 나가고 있다. 하이브리드형 모델은 마운터 기반이라서 장착속도가 빠르고, 인라인화가 용이하며, 생산품질/내구성이 좋고, 기본적으로 비전얼라인 방식을 채용하고 있어서 장착정도도 우수하다는 평가를 받고 있다. 마운터 업체에 따르면, 하이브리드 모델이 SMT 후단에서는 삽입/이형부품들을, 자삽 공정 뒤에서는 일부 이형/삽입 부품을 작업할 수 있다. 그래서 공정별, 물종별로 하나의 설비로 플렉시블하게 라인을 구성할 수 있다고 강조하고 있다.

전장 업종은 로봇시스템을 활용한 수공정 라인 자동화 시스템으로 접근하고 있다고 알려져 있다. 사실 수삽 라인 자동화를 다관절 로봇을 이용하느냐 아니면, 수삽전용 설비로 구성하는 것이 맞느냐에 대한 이야기가 많이 있었다. 생산라인에 다관절 로봇을 많이 사용하고 있는 전장의 경우에는 로봇 쪽으로 기울고 있다고 해당 업체들은 이야기하고 있다. 기본적으로 전장라인에서는 로봇시스템을 이용하여 라인을 구성하고 있다. 로봇은 크고, 무거운 부품의 대응성이 아주 우수하다. 수삽용 마운터의 경우 대형 부품에 한계가 있다. 꾸준한 개선작업으로 대형 부품 대응성이 높아지고 있지만 대응 못하는 영역이 존재한다. 보일러에 들어가는 트랜스포머, 전장용 커넥터 등을 대응하기 어렵다. (주)인터켐코리아 손대석 이사는 “전장 업종은 다관절 로봇을 이용한 자동화라인 구축으로 확실하게 정한 것 같다. 공급 베이스만 규격화되어 있다면 다관절 로봇이 유리한 부문이 많다. 생산캐파가 대폭 늘어나지 않는 이상 설비보다는 로봇이 더 맞을 수도 있다고 생각한다”고 말했다. 이어 그는 “전장 업종에서는 수삽용 실장기도 동시에 검토하고 있다. 기존 레디얼/엑시얼 부품들, 커넥터류들을 대상으로 한 최적의 설비를 검토하고 있다”고 덧붙였다.

생산성 향상이 거듭되고 있는 수삽용 실장기

수삽용 실장기 업체들은 고객사에서 요청하는 성능 및 기술 확보를 위해 다양한 솔루션 구축에 노력하고 있다. 특히 초창기에 고객사에서는 단순히 수삽공정 자동화를 요청했다면, 현재는 장작속도 저하의 원인인 부품 인식에 따른 시간지연해소 요구를 충족시키는 작업을 하고 있다. 더불어, 사물인터넷 기반 연동의 생산라인모니터링 시스템요청, ROI에 따른 장비 가격 최적화, 고객사 공정에 따른 장비 규격 최소화, 대형부품 실장을 위한 높이 대응 솔루션, 다양한 공급장치를 통한 수삽공정 완전 자삽화 등 기존 마운터 장비에서 요구되었던 사항보다 더 많은 기능을 고객사에서는 요청하고 있다.

생산성 향상 목표를 향해 수삽용 실장기는 나날이 발전하고 있다. 최근 출시된 모델들의 자료에 따르면 높아진 장착 속도가 가장 눈에 띈다. 수삽용 실장기 제조업체들은 크게 헤드 수 증대, 부품흡착에 소요되는 시간을 줄이는 시스템 도입을 통해 생산성을 높였다. 국내 및 일본 업체의 올해 발표된 신규 모델은 늘어난 헤드 장착 수가 늘어났다. SMPS 및 다양한 이형부품 실장속도 극대화를 실현한다고 해당 업체들은 말하고 있다. 부품흡착 시간 단축 시스템은 일본 업체에서 특히 강조하고 있다. 생산성뿐만 아니라 압입력 향상에도 기여한다는 점을 적극 내세우고 있다. 국내 업체에서도 비슷한 구조의 모델 출시를 기획하고 있는 것으로 알려져 있다.
클린칭 기능의 구현도 올해 수삽용 실장기에서 빼 놓을 수 없는 특색이다. 대표적인 자삽기 성능 중 하나인 클린칭 기능의 수삽용 실장기 적용을 두고 설왕설래가 많았고, 대부분 비현실적이라는 의견이 많았다. 수삽 부품의 리드를 휘어주는 클린칭 기능을 구현하기 위해서는 상부와 하부 유닛이 동시에 개별적으로 움직여야 한다. 자삽기는 테이블이 움직이는 단순한 구조이지만 마운터 기반 설비는 상부하부에 별도의 겐트리를 부착해야 하는데, 장비가격이 높아진다. 수삽 공정에서 삽입속도가 자삽기를 따라가지 못하는 상황에서 이러한 상승분을 사용자들이 수용하지 않을 것이라는 의견이 주를 이뤘다. 그러나 올해 여러 업체들은 클린칭 기능을 적용 가능한 옵션으로 내세우고 있다. 한주오토시스템즈(주) 조성문 대표는 “생산현장에서의 클린칭 요구는 꾸준히 나왔다. 수삽 실장이 완성된 기판이 후속 공정으로 들어가기 위해 이송되는 구조의 라인을 구성한 업체들이 많은데, 보드 이송 중의 부품 이탈을 방지하고자 클린칭 기능을 요구했다. 더불어 웨이브에 진입하는 보드에 솔더의 압력에 의해 부품이 들떠지는 현상을 예방하는 목적도 있었다”면서, “클린칭 기능이 구현을 위한 하부 테이블에 전용 유닛 부착이 필수적이지만 확실한 목적이 있는 업체들에게는 상당히 중요한 성능이 될 것”이라고 말했다.