사진; 광주과기원 마이크로메카트로닉스연구소 내 마이크로제조연구실 연구원들이 아르곤 이온 레이저를 이용해 미세한 3차원 마이크로 제조기술을 연구하고 있다.
휴대형 정보기기의 발달로 전자기기의 소형화가 가속화하면서 각종 전기·기계 시스템의 초소형화의 필요성이 더욱 대두되고 있다.
특히 전기·기계의 초소형화를 통한 마이크로 머신의 구현이 가능해진다면 의료·정보통신 등 모든 산업분야에 엄청난 파급효과를 가져올 것으로 전망되고 있다.
이런 혁신기술의 중요성이 커지면서 80년 후반에 세계 각국에서는 전기·기계소자를 융합한 시스템 개발이 활발하게 진행됐으며 수많은 제품이 실용화됐다. 그러나 이런 마이크로시스템을 실현하기 위해서는 3차원 미세전기기계시스템 설계의 최적화 기술과 임베디드 센서 등의 시스템 통합기술, 반도체 공정기술을 근간으로 좁은 공간에서의 복잡한 3차원 입체형상 제조기술, 레이저 및 초정밀 가공 등 해결해야 할 과제가 산적해 있다.
미국·일본 등 선진국에서는 이미 90년 초부터 이런 난제를 극복하기 위해 대형 프로젝트를 진행해오고 있으며 국내에서는 90년대 중반 들어 국가선도기술개발사업(G7) 초소형 정밀기계 개발 프로젝트 수행을 계기로 본격적인 연구가 시작됐다.
광주과학기술원(K-JIST) 마이크로메카트로닉스연구소(소장 이선규 기전공학과 교수)는 마이크로 메카트로닉스 기술을 바탕으로 마이크로시스템에 대한 체계적인 연구와 실용화 작업을 다학제적으로 추진하고 있다. 마이크로 메카트로닉스 기술은 기계·전기·물리·화학 등 여러 분야의 첨단기술이 복합적으로 구성된 시스템이면서 다양한 제조 경험을 공유할 필요가 있기 때문에 센서·액추에이터 설계·제어·생산기술 등 전문연구그룹의 상호유기적인 연구가 절실하다.
이에 따라 지난해 7월 문을 연 마이크로메카트로닉스연구소는 마이크로시스템 설계 및 통합화연구부·마이크로시스템제어기술연구부·마이크로제조기술연구부 등 3개 팀으로 나눠 핵심기술을 개발하고 있으며 석박사 과정 대학원생과 전문연구원 등 100여명이 각종 연구과제에 참여하고 있다.
연구소의 주요 과제는 △마이크로 메카트로닉스 핵심기술인 초소형 시스템 설계 및 통합화 기술 △미세구조물 가공 및 조립시스템 기술 개발 △초소형 마이크로머신의 산업화를 위한 시험검증용 테스트 모듈 개발 △마이크로 메카트로닉스 분야의 고급기술 인력양성 등이다.
연구소는 시스템 설계 및 통합화 기술을 위해 미세가공 및 조립공정용 in-situ 측정기술의 현장적용, 측정안정화 및 인라인 성능시험의 통합화 연구를 진행하고 있으며 미세조립기술과 마이크로 매니퓰레이터 기술을 확립하고 조립통합시스템 확립 및 광모듈 조립에 적용할 수 있는 마이크로시스템 조립기술 개발에도 주력하고 있다.
연구소는 그동안 많은 연구성과를 올리기도 했다. 레이저를 이용한 미세원통구조물 제조를 위한 빔과 회전중심축 정렬장치를 비롯해 공압시스템을 이용한 맥파 검출장치 등 국내외에 모두 5건의 특허를 출원했으며 현재 산업체에 기술이전을 추진 중이다.
이선규 소장은 “초소형 시스템 설계와 통합화 기술 등을 개발, 산업화를 통한 국가경쟁력 확보와 우수인력 양성에 기여해 국내 마이크로 메카트로닉스 기술에 관한 핵심 전문연구소로 자리매김하겠다”고 말했다.
<광주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr>