LG이노텍 "구미 '드림 팩토리' 기반 2030년까지 FC-BGA 조 단위 사업으로"

드림팩토리, AI·딥러닝·로봇·디지털 트윈 등 최신IT 기술 총집결
불량요인 원천 차단, 로봇으로 모든 공정∙물류 프로세스 자동화
AI로 FC-BGA 품질 검사 무인화…품질 투명성 보장, 신뢰도 제고
유리기판 기술 내재화, 하이엔드 FC-BGA 시장 단계적 진입

경북 구미 LG이노텍 ‘드림 팩토리’ 내 라인 모니터링 시스템(LMS)이 갖춰진 통합관제실. 이곳에서 FC-BGA 생산 현황을 한눈에 파악할 수 있다. LG이노텍 제공

[파이낸셜뉴스] LG이노텍이 회사의 차세대 성장동력인 플립칩 볼그리드 어레이(FC-BGA) 생산 허브인 구미 '드림 팩토리'를 기반으로 오는 2030년까지 FC-BGA 사업을 조 단위로 키우겠다는 목표에 속도를 낸다. 드림 팩토리는 인공지능(AI), 딥러닝, 로봇 등 최신 기술이 접목된 스마트 팩토리로, LG이노텍은 FC-BGA 생산에 필요한 총 역량을 해당 공장에 집중시키고 있다.

20일 업계에 따르면 LG이노텍은 지난 2022년 고부가 반도체 기판인 FC-BGA 사업 신규 진출을 선언하고 이를 위해 LG전자로부터 구미4공장을 인수해 '드림 팩토리'를 구축, 지난해 2월부터 본격 양산에 들어갔다.

FC-BGA 사업에 드림 팩토리는 핵심 역할을 한다. 전 공정을 자동화·정보화·지능화해 △작업자 △실패비용 △사후보전 손실 △안전사고 등 생산 경쟁력을 떨어뜨리는 대표적인 네 가지 요소들을 제거한 FC-BGA 생산 인프라를 구축했다.

FC-BGA와 같이 고난도 초미세 공정을 요하는 반도체 기판 제품의 경우 아주 조그마한 이물질(눈썹, 침 등)도 품질 불량으로 이어질 수 있어 생산 과정에서 사람과 제품의 접촉을 최소화해야 한다. 이에 LG이노텍은 드림 팩토리에 100% 물류 자동화 시스템을 도입했다. 실제로 드림 팩토리에서 실제 사람을 마주치는 일은 드물다. 장비 유지 및 보수 등 필수 인력 외 10여 단계에 걸친 FC-BGA 공정 및 물류 프로세스가 모두 무인화 체계로 돌아가고 있기 때문이다. 대신 수십대의 자동로봇(AMR)이 자율주행으로 생산라인 곳곳을 오가며 자재를 운반한다. 또 패널에 붙어있는 보호 필름을 벗겨내는 공정 과정도 사람이 아닌 로봇이 대체한다. 이처럼 전 공정에 협동로봇과 같은 논터치식 생산설비를 구축, 작업자에 의한 핸들링 불량을 대폭 감소시켰다.

드림 팩토리에서는 FC-BGA 생산 관련해 하루에도 100기가바이트(GB)에 달하는 데이터가 지속적으로 생성된다. 회사는 이 빅데이터를 지속 학습하는 인공지능(AI)을 불량 예측 및 검사 시스템에 적용해 불량 발생으로 인한 리드타임(주문부터 납품까지 걸리는 시간)을 대폭 줄였다. 제품의 양품 여부를 결정짓는 단계에서도 AI 딥러닝 비전 검사 시스템을 적용했다. 생산이 완료된 FC-BGA 기판 제품을 로봇이 비전 스크리닝 검사대로 옮기면, FC-BGA 불량품 및 양품 데이터 수만 건을 학습한 AI가 육안으로는 잡아내기 어려웠던 미세 불량영역을 단 30초 안에 센싱해 낸다.

LG이노텍 관계자는 "AI 비전검사를 통해 리드타임을 최대 90% 단축하고, 실패비용도 최대 50%이상 줄일 수 있었다"며 "오는 2026년까지 생산 과정 중 발생하는 품질 이상을 실시간으로 감지 및 분석해 자동으로 보정하는 공정 지능화 시스템(i-QMS)을 도입할 방침"이라고 설명했다.

아울러 ‘드림 팩토리’에 구축된 FC-BGA 공정 설비는 디지털 트윈을 통해 최적의 조건으로 세팅됐다. 설비를 구축하기 전 가상 공간에서 3차원(3D) 모델링을 활용한 ‘팩토리 시뮬레이션’을 진행해 공정 설비의 문제점을 사전에 파악할 수 있도록 했다.

이 같은 구미 팩토리를 바탕으로 LG이노텍은 FC-BGA 사업에 박차를 가할 예정이다. 지난해 말 북미 빅테크 고객향 PC용 FC-BGA 본격 양산에 돌입한 데 이어, 최근 글로벌 빅테크 고객 추가 확보에 성공했다. 올해에는 PC 중앙처리장치(CPU)용 FC-BGA 시장 진입을 목표로 하고 있고, 이르면 2026년 서버용 FC-BGA 시장 진입 등 하이엔드급 FC-BGA 시장에 단계적으로 진출한다는 전략이다. 이를 대비해 분진 발생을 차단하는 '엣지 코팅'과 같이 서버용 FC-BGA 제품 공정 시 필수로 사용되는 설비 도입도 이미 완료한 상황이다.
글로벌 빅테크 고객들과도 협력해 차세대 기판 기술 선행개발에도 속도를 낸다. 특히 LG이노텍은 글래스 코어(유리기판) 기술 등을 오는 2027년까지 내재화 한다는 계획이다. 강민석 LG이노텍 기판소재사업부장(부사장)은 "LG이노텍은 최첨단 드림 팩토리를 기반으로 차별적 고객가치를 제공하는 FC-BGA 생산을 지속확대해 나가며, 2030년까지 FC-BGA 사업을 조 단위 사업으로 키울 것"이라고 전했다.

[e-mail] 임수빈 기자