지멘스, 신개념 실장장비 SIPLACE X
신개념 실장장비 SIPLACE X
기존 제품보다 생산효율 45% 향상
제조라인은 칩 패키징을 비롯한 보드 및 기판 기술의
변화, 모듈화 등 끊임없이 새로운 시도와 혁신을 기반으로 빠르게 변화하고 있으며, 이를 지원할 수 있는 첨단 표면실장 장비에 대한 요구도
높아지고 있다. 지멘스 전자 어셈블리 사업부는 올해 초 생산 효율을 기존 제품보다 45% 향상시킨 새로운 개념의 표면실장 장비인
‘시플레이스(SIPLACE) X 시리즈’를 발표하고 컨수머 및 IT, 통신, EMS, 자동차 산업 분야에 공급하고 있다.
전자제품 시장은 끊임없이 제품의 소형화, 고성능화를 추구하고 있으며, 이를 위해 소형 부품과 이를 통합한 다층회로기판의
사용이 일반화되고 있다. 약 8년 전에 개발되기 시작한 0201 기술(0.6mm x 0.3mm)은 이제 보편화된 저가 애플리케이션의 표준이
되었고 불과 몇 년 전만 해도 사실상 불가능하다고 여겨졌던 0.4mm x 0.2mm의 01005 부품도 실제 산업분야에 폭넓게 적용되고 있다.
이러한 소형 부품을 신뢰성 있게 처리하기 위해서는 표면실장 장비인 SMT 기술도 모든 측면에서 첨단화가 이루어져야 한다. 생산설비와
물류자동화에 관련된 전반적인 통합 솔루션을 제공하고 있는 한국 지멘스 전자 어셈블리 사업부는 01005 부품을 지원하는 첨단 표면실장기(SMD:
Surface Mounting Device)인 ‘시플레이스(SIPLACE)’를 개발, 공급하고 있다.
컨수머 및 IT, 통신, EMS,
자동차 산업 분야에 폭넓게 적용되고 있는 시플레이스는 지난 1988년 한국에서의 첫 설비 도입 이후 국내 제조라인에 설치, 가동 중에 있으며
특히 제품의 신뢰성이 요구되는 자동차의 전자 엔진 제어장치 생산 및 고집적 회로의 실장이 요구되는 이동통신 단말기 생산에 가장 적합한 장비로
인정받고 있다.
시플레이스 X 시리즈
부속기 모듈화로 유연성 극대화
 |
| 지멘스의 시플레이스 X시리즈 |
시플레이스 장비는 현재 고속(HS60), 범용(S27HM), 이형(HF, HF/3, F5HM) 등의 시리즈로 보급되고 있으며, 적은 면적에서 최대의 생산량을 보장하는 생산의 모듈화를 실현하고 있다. 또한 표면 실장기의 부속품인 부품 피더나 부품 테이블, 실장 헤드 등을 고속 및 이형 장비에 무관하게 적용이 가능하기 때문에 겸용으로 쓸 수 있다.
한편 지멘스 전자 어셈블리 사업부는 올해 초 생산 효율을 기존 제품보다 45% 향상시킨 새로운 개념의 표면실장 장비인 ‘시플레이스(SIPLACE) X 시리즈’를 국내에 소개했다. 자체 관리 소프트웨어를 통해 공장 차원의 효율적 생산 관리가 가능한 시플레이스 X 시리즈는 갠트리와 헤드, 피더 등 각 구성 요소들을 모듈화하여 사용자가 필요에 따라 선택, 조합할 수 있도록 해 장비의 유연성을 높였다. 이 장비는 0402 크기의 부품을 최대 19만 CPH의 속도로 실장할 수 있으며 4 시그마에서 55㎛의 정밀도를 자랑한다.
또한 지멘스의 시플레이스 X 시리즈는 오프라인 피더를 장착, 장비 동작 중에도 피더를 교체할 수 있으며, 비전 시스템에 256 단계 조절이 가능한 4개의 카메라를 설치해 정밀도를 높였다. 이와 함께 실장을 위한 작업 프로그램 생성을 통해 점검 및 불량 확인, 라인 통제 등의 전반적인 공정과정을 공장 전체 차원에서 관리할 수 있는 소프트웨어를 제공한다. 실시간 데이터 관리는 물론 작업 데이터 저장과 부품 이력 관리도 가능하다.
지멘스의 토니 클라인하인즈 부사장은 “앞서 나가고 있는 한국 전자산업 분야의 고객들을 위해 혁신적인 하드웨어 및 소프트웨어 개발을 지속해 나갈 것이며, 이를 통해 고객요구에 완벽히 대응할 수 있는 첨단 솔루션을 공급할 계획”이라고 말했다.
지멘스는 독일 뮌헨에 위치한 시플레이스 품질센터(SIPLACE Quality Center)에서 시플레이스 X 시리즈 장비의 실제 애플리케이션 적용 테스트를 정기적으로 진행하고 있다. 개발단계부터 이러한 테스트를 기반으로 설계된 시플레이스 X는 01005 부품 실장용 갠트리를 최대 4개까지 장착할 수 있으며, 아무리 최소형 부품이라 하더라도 실장 속도와 정확도가 저하되지 않는다.
특히 새롭게 개발된 20 노즐 컬렉트 & 플레이스(Collect & Place) 헤드와 디지털 비전 시스템은 광학적 센터링을 통해 정확도를 높일 수 있어 시간당 최고 2만개의 부품을 실장할 수 있다. 또한 신형 컬렉트 & 플레이스 헤드에는 노즐 20개가 회전하는데, 헤드가 실장 위치로 이동하는 중에 부품을 올바른 위치로 조절할 수 있도록 함으로써 생산효율을 크게 향상시킬 수 있다.
지멘스는 시플레이스 장비 개발 시 비접촉 방식을 기반으로 한 신뢰성 향상을 비롯해 솔더 페이스 침전물의 극단적인 압축을 피할 수 있도록 적절한 실장 힘을 조절하는데 주력했다.
기술변화에 대응한
첨단 실장기 등장
제조라인은 칩 패키징을 비롯한 보드 및 기판 기술의 변화, 모듈화 등 끊임없이 새로운 시도와 혁신을 기반으로 요구가 달라지고 있다. 칩 스태킹(Chip-Stacking) 또는 CSP(Chip-Size Package) 패키징 기술은 패킹 밀도와 전기 성능을 높이기 위한 이상적인 접근법으로 지난 수년간 RAM 패키지의 거의 모든 표준으로 자리잡고 있다.
이러한 패키지 부품은 자체 특성 때문에 특정 실장순서가 필요하며, 경우에 따라서는 별도의 공정이 추가되기도 한다. 플립 칩이나 COB(Chip-on-Board)와 같은 베어칩 기술도 지속적으로 성장하면서 다양한 분야에 적용되고 있으며, 특히 RFID(Radio Frequency Identification) 분야에서 빠르게 확산될 것으로 예상된다.
따라서 이러한 베어칩을 지원하고 높은 처리율을 보장할 수 있는 고성능 시스템이 요구되고 있으며, 시플레이스 X4는 이러한 첨단기능을 지원함으로써 전자제품 제조업체가 생산 비용을 최소화하는데 도움을 주고 있다.
보드 또한 HDI(High Density Interconnection)을 통해 계속해서 얇아지고 있다. SMT 실장기가 이러한 변화에 대응하기 위해서는 고정 진공 지지대나 유연성 있는 보드 지지대를 제공해야 한다. 시플레이스는 특수 제작된 캐리어 보드를 통해 보드를 정위치로 유지할 수 있으며, 필요 시 보드를 지탱하는 흡입을 사용할 수 있도록 프로그래밍이 가능한 지지대를 갖춘 진공 툴을 공급하고 있다.
저항기, 캐패시터, 인덕터와 같은 패시브 부품을 비롯해 액티브 부품의 통합추세가 가속화 되면서 이러한 애플리케이션에서는 보통 자체 센터링이나 최종 와이어 본딩을 통한 실장 편차 보상이 불가능하기 때문에 극도의 실장 정확도가 요구된다. 50μm 범위 내에서 매우 얇은 칩을 처리하다 보면 다이 또는 플립 칩 공급용 웨이퍼 처리기와 최대 실장 정밀도 및 무균실 적합성이 필요하므로 추가적인 실장 장비 문제에 직면하게 된다.
또한 소형 서브모듈의 확산도 실장기에 많은 영향을 미치고 있다. 이러한 모듈에는 보통 10개~20개의 패시브 부품 및 한두 개의 베어칩이 들어있다. 이렇게 정교한 서브모듈을 제조하려면 베어칩 및 최소형 패시브 부품(현재 0201)을 COB나 플립칩 기술로 실장하는 작업이 필요하므로 첨단 실장 시스템이 반드시 요구된다.
새로 개발된 시플레이스 20 세그먼트 컬렉트 & 플레이스 헤드는 서브모듈 생산 중 클러스터 한 개에 00201과 같은 소형 칩 부품을 1천개가 넘게 실장할 수 있으며, 이러한 작업을 수행하면서도 부하경감은 10%도 되지 않는다.
한편 지멘스 전자 어셈블리 사업부는 장비 이외에도 공정의 생산성을 극대화할 수 있는 최적의 소프트웨어와 생산기술 컨설팅 및 차별화된 서비스를 제공함으로써 생산라인에서 발생할 수 있는 모든 문제에 대응해 나가고 있다. 또한 한국 지멘스 본사에 표면 실장기 전시 교육장을 두고 고객들과 함께 직접 불량의 요인들을 분석하고, 제품의 최적 생산 조건을 찾기 위한 애플리케이션과 기타 신모델을 소개하고 있다.
지멘스 전자 어셈블리 사업부는 ‘아시아 진출(Go to Asia) 프로젝트’의 일환으로 지난 2005년 9월 싱가포르에 설립된 표면 실장기 공장을 통해 급변하는 아시아 시장의 제조 경향에 발맞추어 전략적인 제조, 개발, 트레이닝에 대응해 나갈 예정이다. 시플레이스를 통해 최고의 품질 및 프로세스, 서비스, 소프트웨어뿐만 아니라 완전한 통합, 물류 및 MES 솔루션을 제공해 나갈 계획이다.
