외국산 대체할 차량용 반도체 가공장비 개발

기계연구원, 레이저·워터젯 융합가공기 개발
외국산보다 20% 저렴… 미세먼지·연기 없애

기계연구원이 개발한 워터젯·레이저 융합가공기로 차량용 반보체를 만들기 위해 실리콘 카바이드에 레이저를 발산하고 있다. 기계연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국기계연구원 광응용장비연구실 안상훈 책임연구원팀은 차량용 반도체 핵심부품을 가공하는 레이저·워터젯 융합가공기 개발에 성공했다고 8일 밝혔다. 연구진의 개발 성공으로 그동안 수입에 의존했던 융합가공기를 국산으로 대체할 수 있을 것으로 보인다. 연구진은 이번에 개발한 장비가 수입 융합가공기 대비 20% 저렴하다고 설명했다.

안상훈 책임연구원은 "국내 최초로 레이저 융합 가공기 개발에 성공해 우리나라 미래 반도체 장비 산업 기술 경쟁력 강화에 기여할 수 있게 됐다"며 "이번 개발로 차량용 반도체 산업 경쟁력을 확보하고, 우리나라 기업들의 시장점유율 확대에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구진이 개발한 레이저·워터젯 융합가공기는 차량용 반도체 기판으로 주목받고 있는 실리콘 카바이드(SiC)를 자유롭게 가공할 수 있다. SiC는 높은 경도로 가공이 까다로워 수입 가공기에 의존해 가공해 왔었다.

이 가공기에는 200W급 그린 나노초 레이저가 장착돼 있다. 제품 가공시 외국산 대비 9배 긴 시간 동안 가공 위치를 정밀하게 유지할 수 있는 안정적인 광학 시스템이 특징이다.

또한, 고압 펌프를 통해 만들어진 고압수를 워터젯 노즐에 통과해 가공 장치 내부 50㎜ 이상 길이로 층류가 형성되도록 한다. 그다음, 레이저 빔을 층류 내부 한군데로 모아 워터젯 물줄기를 따라 레이저로 제품을 가공할 수 있다.

이번에 개발한 레이저·워터젯 융합가공기는 빠른 속도로 정밀하게 가공할 수 있다.

또 기존 레이저로 가공하면서 발생했던 다량의 미세먼지와 연기 등은 워터젯을 통해 배출할 수 있어 깨끗한 작업 환경을 유지할 수 있다.

반면 기존 레이저 가공 장비는 반도체 웨이퍼를 분할 할때 가공 속도가 빠르나 정밀한 가공이 어려웠다.

또 디스플레이 유리를 절단할 때 사용되는 극초단 레이저 가공 장비는 정밀한 가공이 가능하나 가공 속도가 느리다는 단점이 있다.

[e-mail] 김만기 기자