초정밀 레이저 가공기술, FMM 외에 응용처 다양
에칭(식각) 대비 빠른 납기, 섀도이펙트 최소화

OLED(유기발광다이오드)용 FMM(파인메탈마스크) 전문업체 APS머티리얼즈가 레이저를 이용한 초정밀 가공 기술 응용처를 확대한다. APS머티리얼즈는 그동안 고해상도 FMM 양산화에 기술 개발에 집중해왔고, 최근 정부 개발과제 최종 수행기관으로 선정된 바 있다. 

FMM 양산 기술을 바탕으로 오픈마스크, MLCC(적층세라믹콘덴서)용 메탈마스크, PCB(인쇄회로기판)용 마스크 시장까지 섭렵한다는 목표다.

레이저 방식으로 생산한 섀도마스크용 스틱. 이 같은 스틱이 여러개 모여 한 장의 섀도마스크를 형성한다. /사진=APS홀딩스
레이저 방식으로 생산한 섀도마스크용 스틱. 이 같은 스틱이 여러개 모여 한 장의 섀도마스크를 형성한다. /사진=APS머티리얼즈

APS머티리얼즈, 초정밀 레이저 가공기술 시장 확대

 

곽병헌 APS머티리얼즈 대표는 최근 KIPOST에 “OLED용 오픈마스크, MLCC용 메탈 마스크, PCB용 마스크는 제품의 미세화 및 고난이도화 추세로 인해 APS머티리얼즈가 확보한 레이저 초정밀 미세가공 기술이 반드시 필요하다”고 말했다.

오픈마스크는 OLED 증착공정 중 공통층 증착을 위해 사용한다. 서브픽셀 형태의 미세한(10~20μm) 구멍이 무수히 뚫린 FMM와 달리, 오픈마스크는 스마트폰 패널 크기 구멍을 큼지막하게 뚫어 만든다.

이 때문에 FMM 대비 제작 난이도가 낮았으나, 최근에는 스마트폰 베젤(테두리) 두께가 얇아지면서 오픈마스크도 점차 만들기 어려워지고 있다. 

현재 국내 디스플레이 업체들이 사용하는 오픈마스크는 세우인코퍼레이션⋅풍원정밀⋅핌스 3사 제품이 대부분이다. 중국 BOE는 핌스 오픈마스크를 주로 사용한다. 중국 내에도 하이브로드(翰博) 등 오픈마스크 업체가 있으나, 아직 양산 공급할 정도로 기술력을 확보하지는 못했다.

오픈마스크(왼쪽)와 FMM. /자료=삼성디스플레이
오픈마스크(왼쪽)와 FMM. /자료=삼성디스플레이

세우인코퍼레이션은 지난해 670억원의 매출을, 풍원정밀은 371억원의 매출을 기록했다. 핌스는 작년에 405억원의 매출을 기록했다. 3사 매출 합계는 1500억원 정도다. 향후 OLED 업계 가동률에 따라 오픈마스크 매출은 더 늘어날 여지가 크다. 특히 LG디스플레이의 WOLED는 공통층 뿐만 아니라 발광층 증착에도 100% 오픈마스크가 사용된다.

APS머티리얼즈는 3사가 사용하는 에칭(식각) 방식이 아닌 레이저 가공 기술로 응용처를 확대한다. 기존 에칭을 위해서는 포토리소그래피(Photolithography) 장비들이 필요하고, 사전에 포토마스크 제작 과정도 수반한다. 그만큼 제작 기간이 오래 걸린다.

레이저로 마스크를 만들면 디자인을 소프트웨어에 입력해 바로 원하는 형태의 마스크를 생산할 수 있다. 제작이 훨씬 간단하다. 특히 디스플레이 업체들이 패널 디자인을 변경할 때, 여러 샘플을 테스트해보는데 레이저 가공시 빠른 납기 대응이 가능하다. 수주 걸리는 샘플 공급 기간을 하루이틀 정도로 단축할 수 있다.

곽 대표는 “레이저로 만든 FMM과 오픈마스크는 제작 원리상 섀도이펙트(유기물이 잘 증착되지 않는 현상)를 일으키는 면적이 작다”며 “덕분에 테두리 부분 패턴을 더욱 샤프(예리)하게 구현할 수 있다”고 설명했다.

사실 레이저를 이용해 섀도⋅오픈마스크를 만들겠다는 아이디어는 처음 시도된 게 아니다. 이전에도 마스크 시장에 진출하려던 회사들이 레이저 가공법을 테스트했다. 그러나 레이저로 인바를 뚫었을 때 반대편으로 발생하는 부스러기(버⋅Burr)와 잔여물을 처리하는 게 어려웠다.

APS머티리얼즈가 생산하는 FMM 스틱. /자료=APS머티리얼즈
APS머티리얼즈가 생산하는 FMM 스틱. /자료=APS머티리얼즈

곽 대표는 “버나 잔여물은 레이저 출력과 조사 시간, 시퀀스(순서)를 컨트롤하면 발생하지 않게 만들 수 있다”며 “이는 다양한 레이저 장비를 개발, 공급하는 APS홀딩스 관계사만의 노하우”라고 말했다.

APS머티리얼즈는 APS홀딩스 자회사로, 지난해 물적분할 후 설립됐다. OLED용 레이저 장비회사인 AP시스템, 배터리 전극용 레이저 노칭설비 업체 디이엔티도 APS홀딩스 자회사다. APS머티리얼즈는 지난 2월 산업통상자원부 소재부품기술개발(소재부품패키지형) 사업 최종 수행기관으로 선정됐다. 1차로 다른 경쟁사와 복수로 수행기관에 선정됐으나, 최종적으로 APS머티리얼즈가 살아 남았다.

곽 대표는 “FMM은 당초 스케줄에 따라 진행되고 있고 여기에 주력하는 한편 다양한 응용처로 확대 하겠다"며 “스마트폰 OLED 침투율이 높아지고 있어 마스크 시장 전망은 밝다”고 설명했다.

 

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