웨이버사 W DAC3는 448만원(기본형)의 높은 가격에도 불구하고 하이파이클럽 오디오아울렛에서 2주만에 사전예약 100대를 달성하여 뜨거운 이슈가 되고 있다. 이에 하이파이클럽은 웨이버사 시스템즈는 과연 어떻게 제품을 만드는 것인가 궁금해하는 분들을 위해 전격적으로 공장을 탐방하여 W DAC3의 제작과정을 살펴보았다. 참고로 W DAC3 메인보드를 만드는 회사는 웨이버사 시스템즈가 아니라 제조 의뢰를 받은 메인보드 전문 조립업체 이다.
간단하게 전체 공정에 대한 설명을 듣고, 생산 현장으로 향했다. 그곳에는각종 대형 설비들과 복잡한 라인공정이 우리를 기다리고 있었다. 사람의 손으로 만들어지는것보다 정밀한 기계로 작업을 하며, 쉴 틈 없이 돌아가는 라인을 보니 제품의 퀄리티에 상당한 신뢰성이 갔다.
이번에 웨이버사에서는 PCB 보드를 흰색으로 정했는데, 그것은 제품의 버전에 따라 색상을 바꿔서 관리하는 시스템을 운영하고 있기 때문이라고 했다. 즉 보드의 색상만으로도 제품의 버전과 종류를 확인 할 수 있게 디자인 되었다는 것이다. 일반적인 회사에서 녹색기판에 글씨로 버전관리를 하는 것과는 근본적으로 다른 접근 방식이라는 것을 확인 할 수 있었다.
특정위치에 칩을 올려 디자인하는 것을 아트웍이라고 한다. 아트웍이 끝나면 소프트웨어 툴에서 각 부품에 대한 중심값을(x, y좌표) 확인하여 보드를 띄워놓고 좌표 data를 오버랩시키는 과정을 거친 뒤에 아트웍 상에 나와있는 설계대로 칩을 올리게 되는데 이것을 파트리스라고 부른다. 이 세가지를 다 오버랩해서 사전에 부품의 위치를 검증한 뒤에 작업을 하게 되는데 상당히 정확도가 높기 때문에 제품의 하자가 거의 발생되지 않는다고 한다.
실질적으로 우리가 공정상에 제일먼저 확인 할 수 있는 부분은 로더라고하는 PCB를 공급하는 장치이다. PCB를 수납하고 있다가 뒷 설비에서 제품의 공정이 끝나면, 하나씩 자동으로 다음단계로 보내주는 설비이다. 로딩을 하는 과정중에 기판이 손상될 가능성 때문에 진공상태에서 공기로 기판을 한장씩 띄워서 다음 단계로 보내주게 된다.
다음으로 진행되는 과정은 스크린 프린터 과정이다. 이 과정은 PCB에 특정마크와 메탈 마스크의 얼라이먼트를 조정하여 컴퓨터를 통해서 정확히 오버랩 한뒤 스크린을 하는 과정이다. 스크린이라는 것은 납땜될 자리에 납을 입히는 과정인데, 사실 납은 아니고 솔더크림이라고 하는 물질을 사용한다고 한다(Sn, ag, cu 등의 합금으로 만든 솔더 페이스트를 활용). 이 공정은 제품의 내구성과 공정의 정밀성 극대화 그리고환경보호에 이르기까지 많은 장점을 가지고 있는 공정이라고 한다.
스크린 프린트를 위해 제작된 메탈 마스크. 미세한 구멍들을 PCB의 부품이 들어갈 자리와 정확히 일치시켜 솔더크림을 주입한다.
그 다음에 눈에 들어오는 과정은 TV에서 대기업 생산공정에서나 볼 수 있었던 마운터들이었다. 마운터란 PCB(메인보드)에 각종 부품을 정확하고 신속하게 장착하는 장비로, 작은 소자들로부터 조립을 시작해서 큰 소자로 넘어가게 된다고 한다. 작은 부품을 조립하는 기계를 칩 마운터(1mm*0.5mm; 1005)라고 부르고 큰 부품을 조립하는 것은 멀티 마운터라고 부른다.
W DAC3에 사용된 마운터는 총 세대의 마운터가 한번에 작동하여 모든 부품을 장착한다.
마운터가 작동하는 과정을 살펴보면, PCB에 부품을 올려 놓기 위해서 부품을 진공모듈을 통해서 빨아 올린 뒤에 순식간에 카메라로 부품을 스캔한다. 컴퓨터가 스캔한 데이터를 토대로 부품의 센터를 확인하여 미리 입력되어 있는 x,y 좌표에 정확하게 장착한다. 워낙 빨라서 잘 볼 수 없지만, 센터를 잡을 수 없을 경우는 부품을 조립할 수 없기 때문에 잘못된 부품은 따로 분류가 된다.
이렇게 마운터들을 지나고나면, 역시 사람이 최종적으로 모든 칩이 맞게 제자리에 들어갔는지 확인을 한번 더 하게 되는데, 제품의 불량율을 최저로 떨어뜨리기 위한 계속적인 검수과정의 하나라고 한다.
이렇게 사람이 검수를 한 다음, 기판에 발라진 숄더페이스트를 구워 칩을 고정하기 위해 오븐에 들어가게 된다. 특이 할만 한 것은 이 오븐 자체도 질소 발생기를 쓰고 있다는 것이었다 질소가 들어감으로 인해서 질소가 산소를 제거시켜주어 기판의 산화와 부식을 막아주는 역할을 하고 있다는 것이다. 쉽게 말해서 질소코팅이 되어 있어서 제품의 내구성이 향상되었다고 보면 된다.
오븐에 작업하는 것에도 또 한가지 중요한 노하우가 숨어 있는데, 기판의 면적에 따라서 오븐에 굽는 온도의 설정값을 다르게 한다는 것이다. 기본적으로 기판이 클수록 온도가 높아야 된다는 것은 상식적인 변수 이며, 그 외에도 많은 변수를 적용해서 적정온도를 확인하여 균일하면서도 양질의 기판을 생산하게 된다.
이렇게 조립공정을 거친 기판은 언로더에 실려서 다음공정으로 넘어가게 된다. 그 다음 공정은 AOI (Automatic Optical Inspection)라는 과정인데, 컴퓨터가 PCB기판에 있는 모든 부품을 스캔하여 부품이 정확히 조립되었는지를 확인한다. 처음에 제품을 스캔하는 과정에서 시간이 조금 걸리기는 하지만, 이 후 부터는 놀라운 생산성을 보이며 매우 높은 정확도를 보인다고 한다.
하지만, 부품중에서는 외부에서 조립이 잘 되어 있는 것처럼 보일지라도 내부에서 문제가 생기는 경우가 많다고 한다. 그래서 눈에 보이지 않는 부분까지 꼼꼼하게 엑스레이 촬영기를 통해서 확인작업을 하게 된다. 기판 내부에서 발생될 문제점까지 사전에 방지하는 치밀함을 엿볼 수 있었다.
모든 공정의 최종 단계는 역시 사람의 눈일 수 밖에 없다. 엑스레이까지 꼼꼼이 확인한 기판을 다시 수십배로 확대하여 눈으로 확인 한 뒤 모든 공정이 종료되게 된다.
단순한 기판조립이라고 생각하고 탐방에 나섰지만, 생각이상의 많은 과정과 첨단설비들이 2중, 3중에 이르는 검증과정을 보면서 웨이버사 시스템즈 제품에 대한 신뢰성과 기대가 높아지는 계기가 되었다.
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