한울반도체 사업보고서 (2023.12)
2. 주요 제품 및 서비스

1. 제품 라인업

사업부	제품군	개요

CI사업부	MLCC 외관 검사기	MLCC 외관 비전검사 장비

기타 외관 검사기	마이크로 칩 외관 비전검사 장비

MLCC 특성 검사기	MLCC 전기적 특성검사 장비

LI사업부	BONDER 장비 비전검사	디스플레이 제조과정에서 IC와 Glass의 부착, Film과 Glass의 부착 등의 Bonding 공정 중 정확한 부착과 부착 상태를 검사하기 위한 비전 검사 장비

BENDING 장비 비전검사	디스플레이 제조과정에서 FPCB등 연성 부품을 접어서 부착하기 위한 BENDING 공정 중 정확한 부착과 부착 상태를 검사하기 위한 비전 검사 장비

FI사업부	필름 검사기	이차전지용 동박, 알류미늄필름의 외형 검사 장비

2. 주요 제품의 기능, 용도, 특징(1) MLCC/기타 외관검사기

당사의 MLCC 외관검사기는 비전검사방식으로 MLCC 제품의 생산공정에 발생할 수 있는 오차 및 불량을 검사하는 장비입니다.

당사의 외관검사기는 고객사의 주문에 맞추어 제작이 가능하기에, 고객사가 요구하는 검출 대상 및 수준에 대응하여 검사 소프트웨어를 개발, 장비를 공급하고 있습니다.

MLCC는 압착한 다층구조의 유전체를 절단하여 여러 개의 칩으로 나누어 제조합니다(적층-압착-절단). 또한 이렇게 잘려진 칩의 모서리를 둥글게 연마하고, 양 끝단에 구리를 도포해 외부전극을 형성합니다(연마-전극형성). 이러한 과정이 평균 머리카락 두께의 칩을 대상으로 진행되며, 이 숫자는 작업자의 직접 검수가 불가능합니다. 특히 후공정으로 갈수록 제품불량이 발생할 경우 위험성이 높아지게 되는데, 폐기되는 제품에 투입된 비용이 많아지기 때문입니다. 따라서 후공정으로 갈수록 검사의 자동화는 증가하는 추세입니다.

MLCC 공정 중 불량이 발생하는 주요 공정은 다음과 같습니다.

- 소성공정

소성 : 세라믹분말로 성형된 제품을 단단하게 만들기 위해 온도를 가해 구워내게 되는데, 보통 1300도 정도의 열이 필요합니다. 이 때 중요한 것은 내부전극인 금속과 세라믹이 동시 소성되기 때문에 소성도중 수축율이 서로 잘 맞지 않으면 내부결함이 생기게 됩니다. 소성과정을 거치지 않으면 전기적, 물리적 특성이 발현되지 않습니다.

내부전극인 METAL과 세라믹인 유전체재료 가동시 소성될 때에 서로 다른 온도에서 최종수축을 마치기 때문에 소성도중 수축율이 서로 달라 먼저 수축되는 쪽이 다른 쪽에 힘을 가하게 되므로 서로 분리되는 DELAMINATION이라는 결함이 발생합니다.

- 연마공정

소성 후 깨지기 쉬운 모서리를 갈아 둥글게 해주어 서로 부딪혀 깨지지 않도록 해주며, 소성 후 수축이 된 내부전극의 노출을 위해 면 연마도 동시에 행해집니다. 적당량의 물과 연마볼, 알루미나 파우더, MLCC제품을 연마바렐에 함께 섞어 일정 시간 동안 회전시키게 되면 뾰족한 모서리가 둥글게 됨과 동시에 면 연마도 되어 내부전극이 노출되는 과정을 말합니다.

연마바렐 : 둥근 형태로 내부는 팔각형으로 비어 있으며, 이 속에 물과 제품, 알루미나 파우더, 연마볼을 넣고 뚜껑을 닫아 회전시킵니다. 재질은 충격완화를 위한 실리콘 재질로 구성되어 있습니다.

예비연마 : 처음부터 빠른 속도로 돌리게 되면 서로 부딪혀 깨지므로 먼저 느린 속도로 돌려 뾰족한 모서리를 우선적으로 제거하는 과정입니다.

본 연마 : 예비연마가 끝난 후에 빠른 속도로 돌려 본격 연마과정에 들어가 원하는 곡률반경이 나올 때까지 갈아냅니다.

내부전극 노출 : 소성후 내부전극이 노출되지 않기 때문에 연마시 면 연마가 되도록 장시간을 하게 되면 내부전극이 노출됩니다. 이때 내부전극이 노출되지 않으면 외부전극과의 접촉이 나빠져 특성에 이상을 가져옵니다.

곡률반경(ROUNDING) : 연마 과정중에 점차적으로 형성되며, 모서리의 깎이는 정도를 말합니다. 연마시간이 길수록 연마바렐의 회전수가 높을수록 곡률반경이 형성되는 속도가 빨라집니다. 덜 연마될수록 곡률반경은 작아집니다.

- TERMINATION 공정(전극 형성)

연마된 칩의 양끝에 단자를 형성시켜주는 공정으로 형성된 단자의 모양이 일정해야 하며, 균일해야 합니다. 그리고 단자로는 점도가 높은 액체상태의 페이스트를 사용하게 되며, 주로 Ag 100%의 성분에 약간의GLASS FRIT가 함유되어 있습니다. 기타성분은 솔벤트와 바인더로 페이스트형태로 만들어 주는 역할을 하며, 약 170도의 건조온도에서 솔벤트만 휘발하게 되는 과정도 포함됩니다.

Ag페이스트 : 은가루가 풀과 같은 액체와 섞여진 상태로 매우 끈적끈적한 형태입니다. 그리고 약 170도의 건조과정을 거치게 되는데, 건조 후 단단하게 되며, 만일 건조강도가 적당하지 않으면 서로 부딪혀 묻은 것이 떨어져 나가 불량이 됩니다. 건조강도의 발현은 페이스트 속에 들어가는 유기바인더 때문입니다. 그 양이 적으면 강도가 약해집니다.

GLASS FRIT : 유리를 가루로 만들어 분말형태로 된 상태를 말하며, 무기접착제의 역할을 합니다. 즉, 750도 정도의 열처리를 거치는 동안 이 유리 성분은 칩의 세라믹성분과 반응을 하여 Ag입자가 잘 떨어지지 않도록 합니다. 보통 유리 성분이며, 바륨, 징크, 납 계통의실리카-알루미나 유리입니다. 유리가 녹기 시작하는 점을 유화점이라 하는데, 여기에 사용되는 것들은 보통 400도에서 680도 사이에 존재합니다.

[MLCC 검사기 구조 검사항목]

유형	검사항목

치수 검사	길이, 폭, 높이, 전극길이, 전극과 전극의 폭

세라믹 body 검사	깨짐, 크랙, 내부 노출, Pin Hole, 표면 오염, 변색, 적층불량, 이물질

전극 검사	깨짐, 도금 오류, Pin Hole, 번짐, 돌출, 벗겨짐, 이물질

(2) 디스플레이 검사 장비

당사의 디스플레이 BONDER, BENDING 검사 장비는 디스플레이의 본딩공정중에 필요한 광학검사를 담당하는 장비입니다. 디스플레이의 본딩공정은 기본 디스플레이소자 형성이 완료된 패널에 전기적 신호를 전달하고 제어할 수 있도록 다양한 전자부품을 부착시키는 공정입니다.

디스플레이 본딩 공정의 주요 본딩 공정은 다음과 같습니다.

- 편광판(POL부착)

사람의 눈으로 볼 수 있는 빛은 사방으로 뻗어 나가는 성질을 가지고 있습니다. 하지만 디스플레이의 빛이 퍼져나간다면 영상의 선명도가 하락하기 때문에, 편광판을 이용하여 여러 방향으로 진동하며 입사되는 빛을 한쪽 방향으로만 진동하도록 조절합니다.

편광판의 접착면을 롤러를 이용해 패널 위와 아래에 부착하며, 이때 상, 하단의 편광판은 90도로 교차되어 한쪽은 수직으로 배치해 빛이 쉽사리 통과할 수 없도록 부착합니다.

- TAB 공정

구동칩이 내장된 필름을 부착하는TAB(Tape Automated Bonding) 공정입니다. 필름은 전기적 신호가 패널로 전달될 수 있게 하는 교두보 역할을 수행합니다. 카메라로 패널이 놓이는 위치를 정밀하게 확인하고, 접착 테이프를 도포합니다. 그 위에 필름을 하나씩 잘라내 정확한 위치를 확인한 후 올려놓습니다. 접착 테이프 안에도 전기가 흐를 수 있는 물질(ACF)이 있어 구동 칩과 패널 사이에 전기 신호가 통하게 합니다.- PCB 공정

PCB(Printed Circuit Board) 공정은 앞서 형성된 TAB에 PCB 기판을 연결하는 과정입니다. PCB는 외부로부터 전달받은 신호를 내장된 필름에 전달해 주는 역할을 수행합니다. TAB 공정과 같이 접착 테이프를 PCB 위에 발라 단단히 붙여줍니다. 그후 외부의 습기가 스며드는 것을 막기 위해 실리콘을 도포합니다. 이렇게 PCB 부착이 끝난 패널은 화면이 제대로 나오는지 검사한 후 다음 공정으로 넘어갑니다.

이러한 디스플레이 본딩 공정은 디스플레이 기술의 발전으로 OLED, QLED등 디스플레이 소재가 다양화되면서 새로운 방식의 부착 방식이 개발되고 있습니다.

[주요 본딩 공정]

용어	정의

TAB	Tape Automated bonding (IC Chip을 Tape Film에 접속하고 수지로 밀봉함)

COG	Chip On Glass (Chip 또는 IC가 Glass 위에 Bonding 됨)

FOG	Film On Glass (Film 또는 FPCB가 Glass 위에 Bonding 됨)

COF	Chip On Film (Chip 또는 IC가 Film(FPCB 또는 Flexible OLED) 위에 Bonding 됨)

FOF	Film On Film (Film(FPCB 또는 Flexible OLED) 위에 FPCB가 Bonding됨)

이러한 디스플레이의 변화와 무관하게, 공정 중 정확한 위치에 부품을 부착시키기 위한 비전검사장비의 수요는 변하지 않습니다. 당사의 BONDER, BENDING 장비는 본딩 공정 라인중 광학계 모듈 형태로 탑재되며, 패널과 부품의 마커를 인식해 정확한 위치에 부품이 부착할 수 있도록 정렬하고, 부착 결과에 불량은 없는지 검사하는 역할을 수행합니다.당사의 BONDER, BENDING 장비는 디스플레이 본딩 공정 중 부품의 부착이 필요한 장비에 광학계 모듈 형태로 개별적으로 포함되며, 각 과정에서 카메라를 통해 부품과 패널이 정확한 위치에 정렬되도록 검사하여 정상적인 본딩 공정이 이루어 질 수있도록 합니다.

일반적으로 본딩은 LCD/OLED 패널을 사용하여 표시장치를 제조할 때, 칩을 패널에 접합하는 것을 말합니다. 크게 가압착(Pre-Bonding) 공정과 본압착(Main Bonding) 공정으로 나누어지며, 접합 후 접합 상태를 검사하는 공정을 거치게 됩니다. 칩은 패널에 이미지를 구현하기 위한 외부의 제어신호를 패널에 공급합니다.

당사의 장비는 패널과 패널에 부착되어야 할 자재(칩, 필름 등)의 위치와 각도의 정렬(align)상태를 확인하는 것이 주요 기술입니다. 패널과 자재의 정확한 부착은 패널에 형성된 회로에 안정적으로 전기적 신호를 공급하고 정상적으로 작동시키기 위해 필수적으로 검수되어야 할 사항입니다.

당사의 검사 장비 및 검사 소프트웨어는 패널과 자재의 정확한 부착을 위해 촬영된 영상을분석합니다. 패널과 자재에는 정렬 상태와 수정이 필요한 내용을 align 할 수 있도록 마크가 표기되어 있으며, 장비는 이 마크를 읽어 현재의 정렬 상태와 오차를 계측하는 알고리즘이 탑재된 소프트웨어를 포함하고 있습니다. 당사의 검사장비는 이러한 검사결과를 본딩 장비등 후공정 장비로 송출하는 역할까지 담당합니다.

(3) 필름 검사 장비 당사의 필름 검사장비는 이차전지용 필름의 불량을 검사하는 장비입니다. 주로 이차전지 음극의 집전체로 사용되는 동박 필름의 검사장비로 사용되고 있습니다. 동박 필름은 원재료인 동을 액체 상태로 용해시키고, 전기적인 반응을 통해 얇은 필름 형태의 동박을 얻습니다.

동박필름 시장은 LCD, 스마트폰, 반도체 등의 소형화, 극박화, 전기차향 이차전지 고용량화 추세로 인해 사용되는 동박필름의 두께 또한 얇아지고 있습니다. 이에 따라 동박필름 생산에서도 10㎛ 이하급 결함 검출이 요구됩니다.

경성소재인 반도체와 다르게 연성소재인 동박 필름 생산은 1,000m 이상의 연속 생산공정 이므로 실시간 품질 모니터링이 어려워 많은 시간적/인적 손실이 발생하고 있습니다. 따라서 생산 공정 중에 실시간으로 결함 검출 및 품질관리가 가능한 자동 검사장비 개발이 요구되고 있습니다.

또한 전기차향 이차전지의 안정성 확보가 주요 이슈로 대두됨에 따라, 동박 필름을 사용하는 제조사에서 품질관리 이력 제출 요구 수요가 증가하고 있습니다.

당사는 동박필름의 제조 후 표면 검사 장비를 공급하여 필름 제조 업체 수요에 대응하고 있습니다.

당사의 필름 검사 장비는 3~6개의 카메라가 탑재되어 필름 표면을 촬영하고, 이를 분석하며 필름의 불량을 검사합니다.

전체적인 구성은 3~6개의 롤러를 기준으로 가운데 롤러가 검사 롤러로서 카메라는 이 필름의 평탄도가 유지되는 롤러 위에서 검사합니다. 장비 위쪽으로 서보 모터가 자리 잡고 있으며, 모터에는 카메라가 장착되어 있습니다. 카메라는 약 45˚기울기로 설치되어 있으며, Encoder의 경우 정확한 측정을 위해 검사 롤러 측면에 설치되어 있습니다. 필름 검사 장비의 경우 기존 생산 라인에 검사 장비를 설치하는 방식으로 기존 라인에 변형을 가하지않고 라인 위에 그대로 설치가 가능합니다.

카메라의 D.O.F(Depth of Focus)가 수십 마이크로미터 이내이기 때문에 장비 설치시 가장중요한 점은 축이 어긋나거나 틀어지지 않게 하여 필름의 구겨짐을 막고 롤러의 평탄도 및수평 Level을 맞추는 것입니다. 정확히 필름과 수평형태로 설치되어야 정확한 이미지를 얻을 수 있으며, 불량 검출률도 상승합니다.

필름 검사 장비의 경우 카메라 및 조명 셋업 과정이 수 ㎛ 정도로 조정이 필요한 상당히 세밀한 작업입니다. 일반적인 볼트로 조절하거나 장공을 이용한 설치는 세밀한 셋업이 어렵기 때문에 스테이지를 이용한 조절이 필수입니다.

필름 검사장비의 주요 검사 항목은 필름 표면의 결함에 따라 구분됩니다.

필름 검사장비는 고휘도 LED 조명을 이용해, 필름에 빛을 반사시켜 카메라로 획득한 영상을 분석하여 불량을 검증합니다. 획득한 영상을 분석하여, 주기성(일정한 주기로검출) 및 군(특정 영역에서 모여 검출) 불량을 자동으로 출, 경고하는 알고리즘을 사용합니다.

반사 정도가 뛰어난 동박필름의 특성 상 돌출된 돌기 결함과 함몰된 함몰 결함, 스크래치 결함의 경우 동축 조명을 사용하면 정상 필름 표면에 비해 영상 밝기가 어둡게 나타나게 되고, 필름 표면과의 영상 밝기 차이가 검출할 수 있을 만큼 나타납니다. 필름폭 방향으로 조명이 균일하도록 조명이 개발/세팅되었기 때문에 필름 표면의 영상밝기에 대한 결함의 영상 밝기가 필름 폭 방향 전 영역에 대하여 거의 일정하게 나타나게 되므로, 필름이 있는 영역에 대하여 연산을 통해 결함을 검출할 수 있습니다.

3. 주요 제품 등의 현황(단위: 천원)

품목	주요 상표	2023년	2022년

매출액	비율	매출액	비율

Display Inspector	BONDER	BONDER	1,245,920	7.8%	2,865,700	14.1%

기타	102,747	0.6%	52,690	0.3%

소 계	1,348,667	8.4%	2,918,390	14.4%

Chip Inspector	MLCC 외관검사	WVS-MCi6CH	5,970,017	37.5%	6,469,875	31.9%

기타 외관검사	WVS-MCi8CH외	1,978,274	12.4%	297,958	1.5%

MLCC계측장비	WVS-AM100	-	-	613,500	3.0%

MLCC핸들링장비	WVS-MT300	1,172,204	7.3%	6,536,216	32.2%

기타	1,880,535	11.8%	1,498,624	7.4%

소 계	11,001,030	68.9%	15,416,172	76.1%

Film Inspector	필름 검사기	FAOI-Series	3,585,872	22.5%	1,843,900	9.1%

기타	7,900	0.0%	66,600	0.3%

소 계	3,593,772	22.5%	1,910,500	9.4%

기타	24,000	0.2%	24,000	0.1%

합 계	15,967,468	100.0%	20,269,062	100.0%

4. 주요 제품 등의 가격변동추이

당사 제품은 고객의 주문에 따라 개별적으로 설계, 제작되는 주문자 생산 방식의 특성 때문에 동일 품목이라 하더라도 사양에 따라 단가가 상이하여, 표준화된 가격이 형성되어 있지 않습니다.

5. 주요 제품의 생산, 판매방식

당사의 판매방식은 100% 고객 주문 생산방식입니다. 검사기의 경우 각 고객사에서 필요한검사 사양에 대한 기본적인 자료를 파악합니다. 보통 고객사에서 기본적인 RFQ (Request For Quote)를 제공하거나 고객사와 기술미팅을 통해 요구 사양을 확인합니다.

고객의 요구 사양이 정해지면, 그 요구 사항에 맞춰 카메라의 수량 및 Stage의 수량을 정한 후, 장비 Size 및 Layout을 결정하게 됩니다. 최종 확정된 사양에 따라 검사기의 재료비/인건비/경비를 종합한 원가를 바탕으로 수주 목표가를 결정하게 됩니다. 이렇게 결정된 수주 목표가를 기준으로 고객사와 수의계약 또는 입찰을 통하여 발주를 받게 됩니다.

발주가 확정되면, 검사기의 앞/뒤 장비와의 연결을 위한 장비의 Interface 협의를 실시하게되고, 최종 도면을 확정한 후 장비 제작에 들어가게 됩니다. 검사기의 경우 통상 2~3개월의 납기를 필요로 하며, 정해진 일정에 맞추어 고객사가 지정한 생산라인에 당사의 장비를납품하게 됩니다.