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반도체 제조 공정을 위한 참(Charm)한 솔루션

오염, 정전 같은 혹독한 환경에서도 정밀함을 유지하라! 

보쉬렉스로스의 일체형 리니어스케일 IMS-A (Integrated Measuring System – Absolute type) 

 리니어스케일은 조금 더 정밀하게 움직임을 제어하기 위해서 사용한다. 모터에는 움직임을 측정하는 엔코더가 장착이 되어있다고는 하지만 기구상에서 발생하는 누적 공차로 인해 엔코더 만으로 정확한 위치를 측정하는 것은 불가능하다. 움직이는 테이블의 가장 가까운 곳에 정확한 위치를 측정하는 리니어스 케일을 장착하는 이유다. 

양산 현장에서 흔히 일어나지는 않지만 발생 한다면 아주 곤란한 상황이 있다. 바로 정전이다. 라인이 정지되었고 정전 후 전원이 바로 들어온다고 해도 장비의 컨트롤러는 각 축의 위치를 즉시 알아야 한다. 만약 그렇지 못할 때 생산관리자는 장비의 원점을 축별로 하나씩 제자리로하는 방식으로 장비의 세팅을 다시 해야 하는 엄청난 도전에 직면하게 된다. 시간이 소요될수록 피해는 눈덩이처럼 커지게 마련이다.

 보쉬렉스로스의 IMS-A는 절대 위치를 파악할 수 있는 스케일을 장착한 통합형 리니어스케일이다. 이 제품은 절대 위치 파악을 위한 스케일과 움직임을 파악하는 스케일을 모두 장착하고 있다. IMS-A가 장착된 시스템은 기계가 켜졌을 때 높은 정밀도로 축의 절대 위치를 즉시 인식하고 컨트롤러에 보고한다. 원점을 다시 잡지 않아도 된다는 것이다. 

1. 내가 지금 어디 있는지 절대 위치를 알려주는 스케일 2. 움직일 때 얼마나 움직이는가를 인식하는 스케일
1. 내가 지금 어디 있는지 절대 위치를 알려주는 스케일 2. 움직일 때 얼마나 움직이는가를 인식하는 스케일

또한, 자기유도 측정 방식을 사용해 다양한 분진이나 액체와 같은 오염물이 존재하는 제조 환경에서도 정밀한 측정이 가능하다. 기존 리니어스케일의 방식은 격자에 빛을 쏜 후 읽어들이는 광학식이나 마그넷 방식이 대부분이다. 이 방식들은 이물질이 있는 상태에서 작동할 수 없다. 자기유도 측정 방식은 1mm 격자 위를 코일이 지나가면서 만든 파형을 쪼개서 위치값을 측정하는 방식이라 이물질과 상관이 없다. 위치 분해는 0.025μm 반복정밀도 ±0.25μm 수준의 정밀한 측정이 가능하다. IMS-A는 LM Guide, 스케일, 센서가 통합되어 스케일을 위한 추가적인 공간이 필요 없다. 설치 시간이 최소화되고 측정 시스템을 별도로 조정할 필요가 없다. 스케일을 내부에 장착한 상태로 용접하여 IP67 보호 등급의 밀폐율을 가지고 있다.

ims-a2

IMS-A는 정밀한 이송이 요구되는 동시에 다양한 분진, 절삭유 등의 환경에서 동작하는 공작 기계를 타겟으로 만들어졌으며 독일에서 트럼프, SW 등의 기업에 공급되고 있다. 한국에서는 공작기계뿐만 아니라 반도체 및 디스플레이 생산 라인 중 분진에 의한 오염도가 높은 웨이퍼나 글라스, 패널 가공 공정 등에 IMS-A를 적용할 계획이다. 

 

더 빨리, 더 강하게, 더 깨끗하게

보쉬렉스로스 EMC-HD 서보 실린더

프레스는 유압식과 서보 모터식이 있다. 프레스 가공에서도 더욱 정밀한 제어가 필요한 경우가 늘어나면서 전통적으로 사용해 왔던 유압 프레스에서 도입 비용이 많이 듦에도 불구하고 서보 프레스로 넘어가는 추세는 명확하다. 특히 전자 제품용 소자와 같이 유압을 사용하기 어려운 클린룸에서 작업이 필요하고 프레스로 가공할 수 있는 최상의 수준의 정밀도가 필요한 시장의 요구가 있을 때 강력하고 빠른 서보 실린더가 필요하게 된다.

세미콘 전시회에 선보인 EMC-HD 실린더 패키지
세미콘 전시회에 선보인 EMC-HD 실린더 패키지

보쉬렉스로스의 EMC-HD 서보 실린더 시스템은 최대 가반 압력 29t에 반복정밀도 1μm의 고정밀 서보 프레스를 구성할 수 있다. 새로운 유성 스크류 어셈블리 PLSA (Planetary Screw Assembly) 및 고하중 용 볼스크류를 사용하여 최대 속도는 0.84m/s로 종전 제품보다 두 배 빨라졌으며 리드(모터가 한 바퀴 돌았을 때 축의 이동 거리)는 20mm로 높은 동적 능력을 발휘한다. 이 액추에이터는 프레스뿐만 아니라 굽힘, 성형, 플랜징 또는 폴딩과 같은 응용 분야에서도 사용될 수 있다. 다양한 애플리케이션에 적용될 수 있도록 축 회전 방지 옵션, 밀폐율(IP등급) 조정, 다양한 설치 액세서리 제공 등이 가능하다.

일반 유압 실린더로는 불가능하다시피 한 고성능과 고정밀 운동성능을 발휘하는 만큼 범용 보다는 복잡한 전자 소재 등의 특수한 용도로 사용될 가능성이 높은 제품이다. 

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.