LG이노텍이 차세대 성장동력인 FC-BGA(플립칩 볼그리드 어레이) 생산 허브인 구미 ‘드림 팩토리(Dream Factory)’ 내부가 일반에 처음으로 공개됐다. 드림 팩토리는 총 2만6000㎡ 규모로 인공지능(AI), 딥러닝, 로봇, 디지털 트윈 등 최신IT 기술이 총집결한 업계 최고 수준의 ‘스마트 팩토리’로 평가받는다.

LG이노텍은 2022년 고부가 반도체 기판인 FC-BGA 사업 신규 진출을 선언했다. LG전자로부터 구미4공장을 인수해 ‘드림 팩토리’ 구축에 뛰어들었고, 지난해 2월부터 본격 양산에 들어갔다. 전 공정을 자동화∙정보화∙지능화해 Man(작업자), F-cost(실패비용), BM Loss(사후보전 손실), 안전사고(Accident) 등 생산 경쟁력을 떨어뜨리는 대표적인 네 가지 요소들을 제거한 일등 품질의 FC-BGA 생산 인프라를 구축했다고 회사는 강조했다.

◆ LG이노텍 “사람 접촉으로 인한 불량요인 원천차단”
FC-BGA와 같이 고난도 초미세 공정을 요하는 반도체 기판 제품의 경우 아주 조그마한 이물질(눈썹·침 등)도 품질 불량으로 이어질 수 있다. 그만큼 생산 과정에서 사람과 제품 접촉을 최소화하는 것이 매우 중요하다. LG이노텍 드림 팩토리에는 100% 물류 자동화 시스템을 도입해 사람이 활동이 최소화돼 있다. 회사 측은 "사람을 마주치는 일이 드물다"라며 무인화를 강조했다.

작업은 수십대의 자동로봇(AMR)이 대신하다. 자율주행 생산라인 곳곳을 오가며 자재를 옮기고 RTS(Real Time Schedule)에 입력된 고객 납기 기간에 맞춰 자동으로 생산 오더가 발생하면 AMR이 원자재를 공정설비로 운반해 온다고 회사는 설명했다. 원자재에 찍힌 바코드를 공정설비가 자동 센싱하면 RMS를 통해 제품 스펙에 맞는 공정 레시피가 자동으로 설비에 세팅되고, 제품 가공이 본격 시작된다며 작업 과정도 소개했다.

완료된 제품을 다시 스토커(Stocker)로 적재하는 일도 AMR 몫이다. 또 패널에 붙어있는 보호 필름을 벗겨내는 공정 과정(Film Detach)도 사람이 아닌 로봇이 대체한다. 이처럼 전 공정에 협동로봇과 같은 비접촉(Non-Touch)식 생산설비 구축으로 작업자에 의한 핸들링 불량이 대폭 감소했다고 회사는 전했다.

◆ AI 기반 FC-BGA 품질 검사 무인화··· "품질 투명성 보장"
‘드림 팩토리’에서는 FC-BGA 생산 관련해 하루에 20만개 이상의 파일과 100GB에 달하는 Data가 지속 생성된다. LG이노텍은 모든 설비에 설치된 센서를 통해 생산과정 전반에 걸친 이 데이터를 축적해 나가고 있다고 했다. 이 빅데이터를 지속 학습하는 AI를 불량 예측 및 검사 시스템에 적용해 불량 발생으로 인한 리드타임을 대폭 줄였다는 설명이다.

LG이노텍은 제품 양품 여부를 결정짓는 중요 단계인 AOI(Automated Optical Inspection)과정에 AI 딥러닝 비전 검사 시스템을 적용했다. 생산이 완료된 FC-BGA 기판 제품을 로봇이 쉴 새 없이 비전 스크리닝 검사대로 옮기면, FC-BGA 불량품 및 양품 데이터 수만 건을 학습한 AI가 육안으로는 잡아내기 어려웠던 미세 불량영역을 단 30초 안에 센싱해 낸다고 소개했다.

검사 데이터는 즉시 고객한테 전송되기 때문에 제품 품질 투명성도 보장된다고 전했다. 이는 곧 고객 신뢰도 제고 효과로 이어질 수 있다고 부연했다. LG이노텍 관계자는 "업계 최고 수준으로 고도화된 LG이노텍의 AOI 장비는 공장을 방문한 글로벌 고객 관계자들이 가장 인상깊게 여기는 대목 중 하나"라며 “AI 비전검사를 통해 리드타임(주문부터 납품까지 걸리는 시간)을 최대 90% 단축하고, 샘플링 검사를 위해 투입하던 인원도 90% 줄일 수 있었다"고 말했다.

LG이노텍은 2026년까지 생산 과정 중 발생하는 품질 이상을 실시간으로 감지·분석해 자동 보정하는 공정 지능화 시스템(iintelligent-Quality Management System)을 도입할 방침이다. 이를 통해 FC-BGA 생산 전 과정을 자동화한다는 계획이다. 강민석 기판소재사업부장(부사장)은 “LG이노텍은 최첨단 ‘드림 팩토리’를 기반으로 차별적 고객가치를 제공하는 FC-BGA 생산을 지속확대해 나가며 2030년까지 FC-BGA 사업을 조 단위 사업으로 키울 것”이라고 밝혔다.