車반도체 부품 가공 장비 국내 첫 개발

기계연 ‘레이저·워터젯 융합가공기’
외국산 장비보다 가격 20% 저렴

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

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.