유럽과 중국에서 잇달아 납(Pb), 수은(Hg), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr+6), PBB (PolyBrominated Biphenyls), PBDE (PolyBrominated Diphenyl Ethers) 등의 사용을 금지하는 유해물질사용제한지침(RoHS)를 발표하면서 국내 전자 제조산업의 모습도 1년사이 크게 바뀌었다.
지난해 초만 해도 무연솔더 사용량은 10%에 그쳤으나 최근에는 50% 수준까지 높아졌다. 특히 전자분야 대기업들은 거의 100% 무연 공정으로 전환했다. 그러나 중견기업은 가격이나 기술 측면에서 유연솔더를 여전히 선호하고 있고 신뢰성이 특히 중요한 자동차, 전장 분야는 여전히 유연 솔더가 채용되는 추세다.
무연 솔더의 가장 큰 문제점은 여전히 유연솔더의 성능에 못 미친다는 점이다. 유연솔더의 경우 수십년간의 경험을 통해 주석과 납의 비율을 63대 37의 황금 비율을 찾아냈으나 무연솔더는 여전히 최적의 조성점을 찾지 못하고 있다. 은·구리·주석의 3원계 무연솔더는 어느정도 안정단계에 올랐지만 비스무스·인듐·구리·주석의 4원계 무연솔더는 좀더 성능적으로 개선해야 한다는 지적이다. 또 유연솔더에 비해 2배 이상 높은 가격도 문제점으로 꼽힌다.
친환경 무연 공정의 등장은 단순히 생산공정에서 납이 빠지는 것만을 의미하는 것이 아니다. 납이 빠짐에 따라 작업온도가 올라가게 되고 상승한 작업 온도를 견딜 수 있는 특성을 지닌 소재와 이에 맞는 장비까지 모두 개발돼야 한다. 작업 라인 전체에 대한 일대 혁신이 일어나야 한다.
RoHS는 국내 부품소재 업계에게는 친환경 제품 개발이라는 기회로 다가왔다. 특히 일본 등에 비해 상대적으로 취약하던 소재 분야에는 새로운 기회로 작용할 것으로 기대된다. 우선 눈에 띄는 것은 무연 솔더 관련 제품이다. 여기에는 무연 솔더크림과 무연 솔더볼 등이 있다. 말 그대로 RoHS 규제 물질인 납이 들어 있지 않은 제품으로 인쇄회로기판(PCB) 위에 칩이나 각종 부품을 붙이던 납땜 역할을 대신한다.
에코조인은 무연 솔더크림, 바, 와이어 등 무연 솔더 관련 제품을 고루 갖추고 있다. 무연뿐 아니라 무세정, 무염소, 무악취를 실현했으며 고온, 중온, 저온용 등 다양한 용도의 제품이 있다. 단양솔텍도 무연 크림솔더을 개발했다. 이 제품은 균질한 농도와 우수한 점착력뿐 아니라 0.3㎛ 이하의 좁은 피치에도 사용할 수 있을 만큼 정밀하다. 엠케이전자는 무연 솔더볼을 내놓았다. 이 제품은 정밀 반도체 패키징 공법인 볼그리드어레이(BGA)나 칩스케일패키지(CSP)에 안성맞춤이다.
RoHS에 적합하도록 소구경 무연 솔더볼 제품도 개발을 마쳤다. 솔더 시장은 지난 2002년까지만 해도 미국의 알파메탈이 국내 시장의 70% 정도를 차지해왔으나 그 이후 일본의 센쥬, 다무라, 코기 등이 시장 진입에 성공하면서 현재 70% 정도의 시장 점유율을 차지하고 있다. 국내 업체들은 무연 솔더 분야에서 아직 미흡하지만 가격적인 이점과 제품 경쟁력을 확보한 만큼 시장 진입 속도가 올해를 계기로 더욱 확대될 것으로 예상한다.
유형준기자@전자신문, hjyoo@