동사는 홋카이도 무로란시에서 몰드 금형·프레스 금형 및 각종 금형 부품가공, 정밀 금속 기계가공, 몰드 금형 설계·제작·시제작 등을 하고 있다. 전신은 1982년에 요코하마시에서 창업을 한 (주)協和정공이다. 당시는 영업에 매진하지 않아도 주문 의뢰가 계속 있어 협력 공장에 부탁하고 있던 가공도 모두 사내에서 대응할 수 있도록 전기로·밀링·프로파일 그라인더·와이어 방전가공기·형조 방전가공기 등의 설비 투자를 하여, 금형 부품의 가공에 필요한 대강의 설비를 갖추고 고객 수를 늘려 갔다. 수주가 늘어남에 따라 공장도 비좁아졌기 때문에 공장 확장을 위한 새로운 토지를 찾기 시작한 결과, 무로란시가 기업 유치를 활발히 하고 있다는 것을 알았다. 시의 적극적인 유치도 있었고 3년 후에 진출한다는 조건으로 무로란시에서 인재를 모집, 1988년에 무로란시로 이전할 때에는 40명 규모의 회사가 됐다. 홋카이도로 진출할 때, 새로운 시작을 하려는 생각으로 사명 변경을 검토했다. 사원이나 동업 동료로부터 다양한 후보가 나왔지만, 최종적으로는 그리스신화에 등장하는 전설의 동물 ‘키메라’를 새로운 사명으로 결정했다. 키메라는 머리는 사자, 몸통은 양, 꼬리는 뱀으로 형성되어 있다
제품의 소형화나 경량화, 다기능화에 의해 부품의 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 자동차 산업에서는 저연비를 실현하기 위한 경량화나 안전 운전 시스템의 탑재, 의료기기에서는 복잡하고 미세한 제품 형상, 환경 관련 기기에서는 에너지의 고효율 순환이 포인트가 되고 있다. 또한 이들 제품의 형상이나 기능을 실현하기 위해 새로운 성형 재료의 개발도 이루어지고 있다. 그렇기 때문에 금형 메이커는 특수수지 등을 성형하는 경우에도 안정된 양산 체제를 구축할 수 있는 고기능 금형을 제작하기 위한 가공 기술을 확립하는 것이 과제이다. 동사는 수지 금형, 글라스용 금형 및 그 관련 부품을 통해 다양한 분야의 과제에 대응하기 위해 미세 형상·이형상 가공에 도전하고 있다. 가공 프로세스 중에서 단일 가공 공정을 더 탐구하는 것은 반드시 필요하다. 동시에 복수의 가공 공정을 유기적으로 조합시켜 복잡한 가공 정도, 형상 정도를 실현하는 동시에 가공 시간의 단축, 즉 코스트 다운에 기여하는 것도 큰 과제이다. 이에 동사가 보유한 다양한 가공 설비군을 이용한 초정밀 가공의 검토 사례를 소개한다. 이 글은 일간공업신문사 형기술지에 실린 (주)에프에이텍의 아라이 마사노리 제조부 부장과 쿠스다
제조업은 급속도로 글로벌화되고 있다. 하나의 제품에는 여러 국가나 지역에서 생산된 부품이나 유닛이 조립되므로 이미 산지 표기가 무의미하다고 느낀다. 또한 표준화된 유닛의 조합으로 비교적 쉽게 제품이 완성되는 이른바 모듈화의 경향이 강해져 고도의 조정 기술을 필요로 하지 않는 케이스도 증가하고 있다. 이와 같은 글로벌화와 모듈화의 2가지 큰 트렌드 속에서 제조 기술의 이노베이션을 부단히 야기함으로써 산업 경쟁력을 높여가는 것이 매우 중요하다고 생각된다. 차세대 산업에서 제조 기술의 우위성을 확보해 가기 위해서는 인건비 절감과 에너지 절약 등 제조 프로세스의 코스트다운을 도모하는 것만으로는 한계가 있고, 제조의 단계에서 소재 소모를 최소한으로 억제하면서 높은 고부가가치를 형성시키는 것이 중요하다고 생각된다. 즉, 보다 적은 제품 제조로 보다 많은 기능을 만드는 것을 실현하고 기능과 품질을 모두 만족시킴으로써 차별화를 도모해야 한다. 고부가가치를 더 창출하기 위해서는 가공 기술을 더욱 고정도화하고 미세화하는 것이 반드시 필요하다. 또한 종래 기술의 한계를 돌파한 새로운 가공법의 창출도 강하게 요구되고 있다. 여기서는 고부가가치형 제조를 지향한 정밀 가공 기술에 관
최근 천문 분야나 차재용 HUD(Head-Up Display) 등에서, 집광 및 투영 광학계 부품으로서 자유곡면 형상을 갖는 정밀한 렌즈나 미러의 수요가 확대되고 있다. 동사는 다이아몬드 바이트를 이용한 초정밀 절삭 중, 특히 대형 가공이 주 특기로서 지금까지 수많은 초정밀 광학 부품과 그 금형을 제조해 왔다. 자유곡면 형상이란 구면이나 회전 대칭 비구면과는 달리, 단순한 수식으로 나타낼 수 없는 복잡하고 비회전 대칭인 곡면이다. 이러한 이유로 초정밀 부품이 되면 그 가공이나 측정은 매우 난이도가 높고, 수년 전까지 실용화된 제품은 f-θ 렌즈 정도로 그 크기는 겨우 손바닥 사이즈였다. 그 이상 큰 자유곡면이나 트릭/트로이달면, 축을 벗어난 포물면경 등은 ø700mm 이내의 축을 벗어난 위치에서 회전시켜, XZ의 2축에서 가공 가능한 회전 대칭 비구면으로 정의된 것이 대부분이었다. 왜냐하면 에어 베어링 주축과 고강성 베어링을 조합시켜 1nm 이하의 지령값으로 움직이는 초정밀 선반의 최대 가공 사이즈가 ø700mm이고, 이 사이즈 내에서 돌릴 수 있는 것은 최대한 돌리고 2축 제어로 가공하는 방법이 스탠다드였기 때문이다. 동사도 이 장치를 이용하여 A5 사이즈
환경 규제에 따라 무연 솔더를 사용하게 되면서 각종 어플리케이션에 전기 도금을 통해 증착되는 SnAg가 널리 사용되고 있다. 하지만 여러 요구 사항을 충족하면서 각기 다른 어플리케이션에 적용하는 부분에서 어려움이 있었다. 이에 다우전자재료는 Bump내 Silver 조성의 엄격한 제어, Bump높이 분포의 균일성, 부드러운 표면 같은 핵심 성능 특성에 영향을 주지 않으면서도 매우 다양한 도금 속도로 SnAg도금이 가능한 SnAg 도금 약품을 개발했다. Flip-Chip, Wafer Level Packag-ing 및 3D TSV(Through Silicon Via) 같은 Advanced Packaging Application은 대개 Interconnect 구조의 핵심 요소로 Lead Free Solder Joint를 사용한다. 새로운 패키징 기술이 검증되고, 공정의 관리 범위(process window)가 계속 넓어짐에 따라, 도금 약품은 비용 경쟁력을 유지할 수 있도록 Mush-room Bump에서부터 In-via Bump, 그리고 Cu Pillar Capping에 이르는 다양한 어플리케이션에 문제없이 활용될 수 있어야 한다. 이와 동시에 도금 약품은 약 70
스마트폰용 박막 PCB : 기술 및 신뢰성 고려사항 Thomas Krivec 외 3명 최근 출시되는 스마트폰은 두께를 줄이기 위해 초박막 기판을 사용한다. 이에 대한 요구사항은 앞으로 더욱 더 커질 것으로 보인다. 따라서 「SMT」지 최신호에서 초박막 any-layer 유형 빌드업에 사용할 수 있는 세 가지 제조방식에 대해 설명했다. 이를 요약하면 다음과 같다. 스마트폰 시장은 PCB 생산업체에게 기판 두께를 줄이라는 지속적인 압박을 가하고 있다. 오늘날 휴대전화에 도입된 8-레이어 기판의 경우, any-layer 디자인이 거의 의무사항처럼 여겨지는 반면, 이러한 종류의 스택업의 두께 목표는 600㎛이며, 지난 2013년에는 리지드 8-레이어 기판의 경우 두께가 400㎛까지 줄어든 바 있다. 연구 결과에 따르면 현재 이용할 수 있는 재료와 제조 공정이 적용된 경우, 최대 500㎛ 미만의 두께를 가진 8-레이어 빌드업을 특징으로 하는 리지드 any-layer PCB를 만들 수 있다. 이러한 기판을 구현하기 위해, 비아 충진 단계 및 ALIVH 기술과 결합된 하이엔드 HDI 프로세스 등 다양한 제조 접근방식을 성공적으로 적용했다. 또한 외층 HDI와 순수 ALI
알루미늄 기본 회로 기술 : 구조 & 제조 방법 Joseph Fjelstad 「SMT」지에 따르면, 2006년 도입 이후부터 전자제품 제조 시 사용하는 재료에 대한 RoHS 제약으로 인해 전자 산업은 커다란 도전과제에 직면하게 되었다. 솔더에서 리드를 의무적으로 제거한 후, 기존의 PCB 라미네이트에 사용되는 난연제에서 할로겐을 제거해야 한다는 요구사항에 직면할 때 RoHS의 제약을 가장 크게 느낄 수 있다. 2006년부터 전자 산업은 준수해야 하는 수많은 새로운 도전과제들의 압박을 받고 있다. 실패 메커니즘은 어떤 요구된 솔루션을 개발하는 데 도움을 준다. 이를 위해 공급업체 및 제조 기술자는 기판 제조와 어셈블리를 위한 신규 재료와 장비를 개발해 결함 해결을 위해 노력한다. 이처럼 전자 제조 산업이 직면하고 있는 대부분의 문제는 솔더 어셈블리 프로세스와 관련돼 보인다. 무연 솔더 초기에 주석 납 솔더의 드롭 인 교체(drop-in replacement)에 대응하기 위해 무연 솔더가 유용한 것으로 주장되었지만, 현장 검증 결과 거짓으로 판명됐다. 어셈블리에 적용하는 데 필요한 더 높은 온도와 주석 함량이 많은 합금 때문에 업계는 샴페인 보이드(cha
자동차용 PCB…전자기기 경쟁력 확보 위한 기술 사례 Yash Sutariya 1970년대에는 자동차에 들어가는 전자기기 비용이 100달러 정도밖에 되지 않았다. 하지만 방출 및 연료 경제에 대한 정부 요구사항으로 인해, 1970년대 후반에는 이 수치가 증가해 기계적 또는 전자 기계적(electro-mechanical) 구성요소로는 달성할 수 없는 수준이 됐다. 그 결과, 비용을 줄이면서 더 많은 산출물을 낼 수 있도록 지원하는 반도체 부문의 발전과 더불어 이러한 한계를 극복하고자 끊임없이 전자기기 내용물이 증가하게 됐다. 2000년대 초반에는, 평균적으로 차량 내 약 1,500 달러 상당의 전자기기를 포함했다. 그 때부터 첨단 인포테인먼트 및 GPS 등 더 새로운 기반 기술들은 폭 넓게 보급됐고, 2013년까지 전자기기 내용물은 2,000 달러를 상회하는 수준이 됐다. PCB 제조업체에게 있어서 자동차 내 전자기기 포함률이 높아지는 것은 수익 창출로 이어졌으며, 현재 글로벌 자동차 전자기기 시장이 1천5백억 달러 규모를 초과하는 것으로 집계됐다. 또한 2020년까지 2천4백억 달러 규모를 넘어 성장할 것이라는 예상이 지배적이다. 「SMT」지에 따르면, PC
다이렉트 레이저 비아 공정에서 발생하는 구리 오버행의 자기 연마법을 이용한 제거기술 Masahiko KATAYAMA 외 3명 최근 전자기기의 소형경량화에 따라 프린트 배선판의 고다층화가 진행되고 있다. 이에 다층 기판의 내부 배선과 외부 배선의 접속을 위해 스루홀, 비아홀 등의 구멍이 이용된다. 현재 이 구멍을 가공하는 방법으로 높은 레이저 에너지를 가지는 CO2 레이저가 가장 많이 이용된다. 그러나 레이저로 배선층인 동박에 가공(펀칭)을 하게 되면 비아홀 개구부에 레이저 열에 의해 용융된 Cu가 발산된다. 또한 외층 동박의 구멍 지름이 내부 절연층의 구멍 지름보다 작아지는 오버행이라 불리는 버(burr)와 같은 것이 발생한다. 이 비산 Cu 및 오버행이 있으면 후공정에서의 도금 시 도금의 밀착성 저하나 적층 시 평탄성이 저하되기 때문에 제거해야 한다. 제거 처리 시 상황에 따라 표층 동박에 연마 또는 에칭 과잉이 발생해 다음 공정에서 표층 동박이 더욱 얇아져 절연체 부분의 하지 수지가 노출되는 상태가 되는데, 이로 인해 전해 구리 도금 시 통전 부족이 생겨 도금 미석출 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 Masahiko KATAYAMA 외 3명은 「일본실
얼굴은 많은 정보를 보여주는 신체 부분으로, 얼굴을 대상으로 한 연구는 현재까지 왕성하게 이루어져 왔다. 그 중에서도 개인의 3차원 얼굴 모델링을 자동 생성하는 기술은 다양한 분야에서 응용되는 것으로 보여 현재도 활발한 연구 분야 중 하나이다. Structure-from-Motion에 기초한 방법 대표적인 방법 중 하나는 비디오카메라 등으로 촬영된 여러 장의 화상에서 대상의 3차원 형상 및 카메라 파라미터를 추정하는 Structure-from-Motion(SfM) 문제로서 알려져 있다. 그러나 뺨이나 얼굴과 같이 텍스처가 평평한 부위가 많이 존재하므로 대응하는 특징점을 치밀하게 확보하는 것이 어렵고, 코끝이나 뺨의 굴곡 부분에 대한 섬세한 표현이 곤란하다. 이러한 부위는 복원된 성긴 정점 그룹으로 구성되는 메시를 세분할 처리하여 표현하는 것이 일반적이지만 결과적으로 개성이 충실한 표현에는 이르지 못했다. 사전지식에 기초한 방법 또 한 가지 전형적인 방법은 사전에 갖고 있던 3차원 얼굴 모델을 입력된 얼굴 화상에 정합하도록 최적 형상 변형시키는 것이다. 그러나 특징점 초기 위치나 조명 파라미터는 사용자가 조정할 필요가 있다. 또한, 최적화 시에 추정 파라미터로
절삭유제의 농도나 종류를 변화시킬 경우의 효과에 대해 절삭유기술연구회에서 독자적인 실험을 하여 검증했다. 게다가 실제 제조라인에서 장기간 사용된 유제에 기계에 접동(摺動) 오일이 혼입될 경우의 영향 등, 유제의 1차 성능과 공구 수명의 관계를 조사하여 자동화(自働化)에서의 절삭유제 선택이나 관리방법을 검증했다. 실험 방법 실험에서는 일정 주속에 의한 단면 선삭가공을 실시했다. 피삭재는 S45C와 SUS630을 사용했다. 절삭유제 외에 절삭속도를 변화시켜 임의의 절삭거리에서 인서트 여유면(Flank) 마모(VB)량, 및 경계마모(VN)량을 비교하여 절삭유제 효과를 확인했다. 평가설비는 DMG 모리정기의 복합선삭 NLX2000을 사용하여 피삭재를 한 쪽만 가지고 클램프한 상태에서 단면선삭을 실시했다. 공구에서는 스미토모전공 하드메탈의 인서트를 사용했다. 절삭유제에서는 유시로화학의 Emulsion, Soluble, Solution을 사용했다. 오일 종류별 평가에서는 앞에서 언급한 바와 같이 절삭유제와 더불어 수돗물을 이용할 경우의 효과에 대해서도 검증했다. 또한, 기계 접동면 오일의 혼입을 예상한 평가에서는 유제에 활성제를 첨가시켜 장기간 사용한 유제
앙케트를 통해 가공현장에서의 자동화(自働化) 추진 사례를 수집·분석했다. 자동화를 추진하는 목적에 대해 ‘품질·정밀도 향상’, ‘불량률 감소’와 같은 품질과 관련된 항목이 많으며, 뒤를 이어 ‘공수 삭감’과 관련된 추진 사례가 많았다. 이것으로 자동화의 목적은 품질을 안정시키면서 생산성 향상을 도모하는 점에 있다고 할 수 있다. 이러한 자동화의 추진으로 얻어진 효과 건수를 그림 2에 나타낸다. ‘작업공수 삭감’을 꼽은 응답이 많았으며, 뒤를 이어 ‘가공 정밀도 향상’이나 ‘기기 외 동작시간 삭감’이 많았다. 그림 1에 나타난 자동화의 목적과 함께 고려한다면 지금까지 품질 안정이나 향상을 위해 실시했던 공정 삭감을 위해 자동화를 추진하고 있다는 것을 알 수 있다. 자동화를 추진하면 앞서 언급한 바와 같은 효과만 얻을 수 있는 것이 아니라, 그와 동시에 문제점도 발생한다. 또한,‘절삭시간’이나 ‘공구비용’, ‘전기세·항공비용 등’이 증가했다는 응답이 많았으며, 목적으로 하는 품질 안정을 실현하기 위해 다소의 비용 증가는 어쩔 수 없다고 생각하는 상황을 엿볼 수 있다. 또한 ‘가공 정밀도’와 관련하여 응답이 없다는 점에서 품질 안정을 최우선으로 하여
일본에서는 정부의 경제 대책에 기대를 하는 한편, 해외 경제동향에 따라 '일희일우'하는 상황 속에서 일본기업이 글로벌 경쟁에서 살아남기 위한 키워드 중 하나로 ‘자동화(自働化)’가 있다. 여기에서는 일본 ‘자동화’의 현재 상황과 요구되는 자세, ‘자동화’가 어디까지 진행되고 있는지, ‘자동화’의 과제는 무엇인지, 일본 내 공장과 해외공장에서 ‘자동화’의 차이는 무엇인지 등, 일본기업 수십 사에 앙케트를 실시하여 일본기업의 ‘자동화’ 현황을 조사했다. 자동화의 정의 ‘자동화’에는 2가지 자동화가 존재한다. 첫 번째는 ‘자동화(自動化)’, 두 번째는 ‘사람인변’이 있는 ‘자동화(自働化)’이다. 일반적으로 말하는 ‘자동화(自動化)’는 오토메이션이나 무인화를 일컫는다. 한편, 사람인변이 있는 자동화는 기계설비의 이상, 품질 이상, 작업지연 등, 무언가의 이상이 발생했을 때 기계설비가 자체적으로 이상을 검지하여 자동으로 정지하거나 작업자 자신이 정지 스위치를 눌러 기계를 정지시키게 되어 있다. 이러한 자동화로 이상이 생길 경우 기계가 멈춰 불량품이 생산되지 않으며, 혼자서도 여러 대의 기계를 운전할 수 있으므로 생산성을 비약적으로 향상시킬
오늘날의 전자파 이용이 고주파화되고 다양한 분야로 확산되면서 광대역에 걸친 전자파 이용 기술과 전자파 방호 기술 개발이 급선무가 되었다. 고주파 전자부품에서 전파 특성이나 전자(電磁) 차단 특성을 결정하는 것은 재료의 유전율과 투자율이므로 유전율 평가 니즈도 확대되고 있어 이업종 사이에서 측정 결과의 동등성을 보증하는 것은 필수적이다. 측정 결과의 동등성과 신뢰성을 평가하기 위해서는 트레이서빌리티 확립과 불확실성 추정이 필수적이다. 측정 절차에서 임의의 불확실성과 계통 불확실성을 추출해 측정 결과를 국가 표준에 적합하도록 하기 위해서는 측정에 이용하는 모든 기기가 인증 교정기관, 시험소, 국가 계량표준 연구소(National Metrology Institute, NMI) 교정을 받고, 불확실성이 명기된 교정 증명서를 얻고 나서야 비로소 표명된다. 이로써 사업자의 측정 신뢰성이 표명되어 사업자 간 정합성을 검증할 수 있다. 인증 교정기관과 시험소도 NMI에 맞출 수 있는 교정을 받고 있으며, NMI는 각 물리량의 SI 단위에 맞출 수 있는 국가 표준을 개발, 정비함과 동시에 다른 나라의 NMI와 국제 비교를 통해 측정 동등성도 검증해 확립하고 있다. 이러한 전
압력 측정은 많은 분야에서 널리 이루어지고 있으며, 사회와 산업에서 빠뜨릴 수 없는 중요한 계측 중 하나이다. 공업 프로세스에서 기체 감시를 비롯해 기상 관측에서의 대기압 측정, 건조물의 공조 관리 등 다양한 분야에서 압력 측정이 이루어지고 있다. 이러한 현장에서 사용되고 있는 압력계의 신뢰성을 확보하기 위해 (독)산업기술종합연구소의 계량표준종합센터(National Metrology Institute of japan : NMIJ)에서는 압력 표준을 개발, 유지, 공급하고 있다. 최근에는 공업 기술의 진보와 발전에 따라 고압력 기체 이용과 그 압력 측정이 증가하고 있다. 수십 MPa에서 100MPa 정도의 고압력 기체는 재료 가공에 이용되는 열간 등방 가압(Hot isostatic Pressing : HIP) 장치, 특정 물질 추출, 세정에 이용되는 초임계 장치, 폴리에틸렌 제조시설, 각종 플랜트 등 다양한 분야에서 이용되어 압력 측정이 이루어지고 있다. 또한, 2015년부터 시장 도입을 위해 연료전지차가 개발되고 있어 수소 스테이션 등의 수소 공급 인프라도 정비되고 있다. 연료전지차, 수소 스테이션에서는 수소 충진 압력에 35MPa에서 70MPa와 같은 고압