[첨단 헬로티]
사물인터넷, 5G, 빅데이터, 스마트팩토리, 커넥티비티 등의 영향으로 센서, 반도체, 패키징, PCB 및 어셈블리, 플렉서블 하이브리드 디바이스 등은 비용, 개발기간, 무게, 강도 등을 고려해 신소재, 복합소재의 사용이 증가하고 있다.
또한 웨어러블(wearable) 기기의 확산은 기판의 크기를 축소시키는 반면 다양한 성능 구현을 위한 다부품 실장, 즉 기판에 실장되는 부품은 소형화하고 밀도는 높아지고 있다. 이 때문에 검사 부분도 고밀도 기판의 불량 여부를 검사하기 위해서 보다 정밀한 검사 장비를 요구하고 있다. 여기에 자율주행차 등 인간의 안전과 직접 연관된 전자부품 실장에는 안정적이며 신뢰성이 더욱 많이 요구되고 있어서 3D 검사의 필요성이 커지고 있다.
3D 검사 방법에도 몇 가지가 있지만 그 중 데이터 손상을 줄이기 위해서는 대상을 파괴하지 않고 검사할 수 있는 방법이 주목되고 있다. 비파괴 검사가 그것으로, 복합소재는 물론 3D 적층 구조나 나노수준의 분석기술을 요구하는 반도체 분석 및 검사 등에도 성공사례를 보이며 꾸준히 시장의 성장을 주도하고 있다.
특히 엑스레이(X-ray)를 이용한 분석기술은 분해능 및 투과도가 높아서 높은 해상도의 검사를 구현할 수 있는 기술수준에 이르고 있다.
비파괴 검사…이미지 손상 없이 결함 시각화
스캐닝 전자현미경(SEM) 및 원자현미경(AFM) 등의 현미경 분석 및 검사 기술은 검사 대상의 표면 정보를 제공하는데그친다. 때문에 내부의 상태나 특이점을 알기 위해서는 파괴검사를 해야 하는데 비파괴 3차원(3D) 엑스레이 현미경(XRM : X-Ray Microscope)은 파괴 없이 마이크로 미터에서 나노미터 수준까지 소재의 구조 분석이 가능한 장점을 갖추고 있다. 이러한 수요에 대응하기 위해 공급 기업들은 분석 및 검사 능력을 갖춘 고해상도 XRM 장비 출시로 시장의 수요를 지속적으로 견인하고 있다.
글로벌 시장조사기업 ‘Future’가 고해상도 3D XRM 시장에 관해 최근 내놓은 ‘2016년부터 2027년까지의 고해상도 3D X선 현미경 시장 연구 보고서’를 보면, 예측 기간 동안 연평균 9% 정도의 성장률이 기대된다고 적고 있다.
유형별로는 서브 마이크론 XRM, 나노 스케일 XRM 등으로 세분할 수 있는데 이 보고서는 서브 미크론 XRM 유형이 고해상도 3D XRM 시장에서 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 전망했다.
이 보고서는 고해상도 3D XRM 시장이 지속적으로 성장해왔으며 최근부터 향후 몇 년간은 급속한 발전을 기록할 것이라고 내다봤다. 이러한 고해상도 3D XRM의 인기는 기존의 검사 및 분석에 사용돼 왔던 2차원(2D) 검사 및 분석 방법으로는 해결할 수 없었던, 부정확성 등의 한계에 대응하면서 제품의 품질을 높이고 생산성을 향상시키는 중요 요소로 인지되면서 그 수요가 확대된 것으로 분석된다.
또한 전자제조 분야에서 고해상도 3D XRM 검사는 복잡한 부품의 내부 구조에서 발생할 수 있는 기공, 결함 감지 및 특성 파악을 비파괴로적인 방법으로도 상세히 이해할 수 있게 해준다.
▲ 고해상도 3D 엑스레이 현미경 시장 전망 (2016년~2022년)
자료 : Market research future
