초정밀 위치제어 선형모터 개발.. 기존제품 정밀도의 10배.4나노미터급

4나노미터(1나노미터는 10억분의 1m) 수준까지 위치를 제어할 수 있는 초정밀 압전 선형모터가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 박막재료연구센터 윤석진 박사팀은 지난 3년 동안에 걸친 연구 끝에 기존 제품에 비해 정밀도가 10배 정도 우수하면서도 구조가 간단하고 이동거리를 자유롭게 조절할 수 있는 압전 선형모터를 개발했다고 4일 밝혔다.

윤 박사팀은 전기를 가하면 수축과 팽창이 일어나는 압전 세라믹의 단순 진동을 직선형으로 바꾸는 독창적인 구조를 적용했다고 설명했다.

기존 제품의 경우 모터 회전을 직선운동으로 바꾸기 위해 벨트나 볼스크루 등 별도의 기구를 활용,부피가 크고 전력소모가 많은 단점이 있었다.

이번에 개발된 선형모터는 최대 3㎏까지 이동시킬 수 있으며 20㎑ 이상의 초음파 교류 전원으로 구동되기 때문에 소음이 없으며 전자파 장애가 없어 정밀하게 위치를 제어할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

또한 1초 동안 40㎝를 이동할 정도로 빠르며 속도 및 위치를 자유자재로 제어할 수 있다는 것이다.

이에따라 반도체 제조장비 정밀광학제어장치와 정밀공작기계분야 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 반도체 제조 및 정밀선반 장비에 필요한 XY테이블을 대부분 수입하고 있는 실정을 감안할 때 연 5백억원 이상의 수입대체효과를 거둘 것으로 내다보고 있다.

윤 박사는 "새로 개발된 압전 선형모터를 적용한 시제품 제작을 통해 일축방향의 나노위치를 제어함으로써 1∼2년 안에 상용화가 가능할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com