반도체나 정밀기계 분야에서 사용되는 각종 운반용 기기의 핵심부품인 미세 정밀제어용 압전 세라믹 액추에이터가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI, 원장 유태환) 전지압전연구센터 송재성 박사(사진)팀은 지식경제부 차세대소재성형기술사업단(단장 김학민)의 지원을 받아 적층형 압전 세라믹 액추에이터와 이를 이용한 광학기기용 위치제어 부품 원천기술을 개발했다고 지난 23일 밝혔다.

압전 세라믹 액추에이터는 정밀제어 산업분야에서 널리 활용되고 있는 핵심부품이다. 디지털카메라의 광학줌에서부터 컴퓨터, 가전기기 등은 물론 유량 조절용 밸브, 자동차의 연료 인젝터, 반도체 검사장비의 스테이지에 이르기까지 응용 분야가 매우 넓어 부가가치가 높다. 특히 구동 액추에이터 중 나노미터급 정밀도를 갖는 유일한 부품으로 일본, 독일 등으로부터 전량 수입에 의존하고 있어 국내 기술개발이 시급한 형편이었다.

송 박사팀은 지난 2007년부터 5년여간의 연구 끝에 낮은 온도에서 쉽게 제조(저온소성)가 가능한 고변위 압전소재, 고성능 적층형 압전 액추에이터와 대변위 압전 액추에이터 공정기술, 압전 액추에이터를 적용한 레이저 스캐너용 위치제어(미러 틸트 마운트) 시스템 등을 개발하는데 성공했다.

연구팀은 이번 적층형 압전 세라믹 액추에이터 기술 개발로 인해 부품 국산화, 수입 대체 효과, 응용 제품 개발 및 상용화 등으로 연간 500억원의 경제적 파급효과를 기대하고 있다. 또한 제품 수출 가능성 매우 높아 관련 시장이 꾸준하게 성장할 것으로 예상하고 있다.

송재성 박사는 “관련 기술은 현재 독일 및 일본이 선점하고 있는 분야로 군수용으로도 중요한 부품 기술이어서 해외 기술 도입이 어려운 실정”이라며 “향후 초고속 액추에이터 개발 및 항공용, 방위산업용 압전 액추에이터에도 적용될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편 연구팀은 이 기술과 관련해 5건의 특허를 출원한 상태며 압전 세라믹 액추에이터 및 광학기기 위치제어 시스템을 기술이전 할 대상기업이 정해지는 대로 상용화를 추진한다는 계획이다.

▲ ▲액추에이터 패키징. ▲액추에이터 패키징