▲ ▲TSM가 생산하는 PSA N₂발생기. ▲TSM가 생산하는 PSA N₂발생기

전자부품 제조공정에서 질소(N₂) 사용이 늘고 있는 가운데 질소를 저렴하고 안정적으로 공급하기 위한 장비들이 한자리에 모였다.

지난 11일부터 13일까지 서울 코엑스에서 열린 전자제조산업전(Electronics Manufacturing Korea:EMK2012)에서 헬러코리아, (주)티에스엠(TSM), 영일산기 등 장비업체들은 고객의 요구에 맞춰 N₂ 사용량을 절감시키고 저렴한 가격에 공급할 수 있는 솔루션을 선보였다.

리플로우 솔더링(reflow soldering)은 PCB(인쇄회로기판)에 크림상의 땜납(솔더)를 묻혀놓은 후 부품을 올리고 열을 가해 솔더링(납땜)을 하는 방식이다.

이 과정에서 분위기 가스(controlled atmosphere)로 N₂가 많이 적용되고 있는 추세다. 수요처가 요구하는 가스비용 절감을 위해 장비 공급업체는 N₂ 사용절감 장비와 PSA(Pressure Swing Adsorption:압력변동흡착) N₂발생기 개발에 매진하고 있다.

PSA N₂발생기는 수많은 미세한 홈으로 이뤄진 다공성 흡착제인 CMS(Carbon Molecular Sieve)의 흡착원리를 이용한다. 콤프레서를 통해 압축공기가 CMS가 충진된 흡착탑을 통과하면서 분자크기가 작은 산소가 CMS에 흡착되고, 상대적으로 분자크기가 큰 질소는 흡착되지 않고 따로 모이게 되는 것이다.

(주)TSM은 자사가 생산하고 있는 N₂ 리플로우 장비 ‘N70, A70시리즈’를 선보였다. 회사는 이 장비에 쓰이는 질소를 공급하는 소형 발생기도 함께 만들고 있다. 이 소형 발생기는 순도 4N(99.99%)의 질소를 시간당 5N㎥씩 생산할 수 있으며 콤팩트하게 설계돼 공간을 덜 차지하고 이동도 쉽다는 장점이 있다. TSM은 시간당 최대 120N㎥의 질소를 생산할 수 있는 발생기를 만들 수 있으며 이를 폐기물처리업체, 식품회사 등에도 판매하고 있다.

세계적인 리플로우 오븐(OVEN) 제조업체 헬러 인더스트리즈가 투자해 설립한 헬러코리아는 시간당 12N㎥로 질소 사용량을 대폭 줄이면서 열 용량을 좋게 만든 리플로우 장비 ‘ECO시리즈’를 선보였다.

산업용 잉크젯 시스템 및 콤프레서 등을 수입판매하고 있는 영일산기(주)는 독일 INMATEC과 일본 히타치의 N₂발생기를 전시했다. INMATEC의 제품은 순도 95%~5N의 질소를 생산할 수 있으며 에너지 사용량도 타사 대비 15%나 줄였다. 회사는 5N 순도의 질소를 시간당 최대 195N㎥ 생산할 수 있는 기술력을 보유하고 있다. 히타치의 제품은 콤프레서와 탱크를 일체화시킨 것이 장점이다.

한 업체 관계자는 “솔더링 품질관리가 엄격해지며 공정에 사용되는 가스로 질소를 채택하는 것이 큰 흐름”이라며 “그러나 동시에 질소 사용절감을 위한 공정 조정과 품질관리가 동시에 진행되고 있다”고 밝혔다.