초록 ▼

1. 최종목표
별도의 베어링 없이 안정된 자기부상과 초정밀 위치 제어가 가능한, 자기부상 모터 시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
- 최대부상력 50N, 최대회전력 20N, 정지시 진동량 20~50um이내, 회전시 진동량 30~100um이내, 회전 위치정밀도 100um이내의 급속열처리장치의 웨이퍼 회전용 자기부상 모터를 개발하였음
- TMS 28335를 사용한 자기부상용 DSP 제어기를 개발하였음
3. 사업성과
? 기술적 성과
- 상용화할 수 있는 센서 입력 최대 12channel, 아날로그 전

1. 최종목표
별도의 베어링 없이 안정된 자기부상과 초정밀 위치 제어가 가능한, 자기부상 모터 시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
- 최대부상력 50N, 최대회전력 20N, 정지시 진동량 20~50um이내, 회전시 진동량 30~100um이내, 회전 위치정밀도 100um이내의 급속열처리장치의 웨이퍼 회전용 자기부상 모터를 개발하였음
- TMS 28335를 사용한 자기부상용 DSP 제어기를 개발하였음
3. 사업성과
? 기술적 성과
- 상용화할 수 있는 센서 입력 최대 12channel, 아날로그 전압출력 12channel의 TMS28335의 최신 자기부상용 DSP제어기를 개발.
- 아날로그 전압을 입력 받아서 전류를 출력 하는 아날로그 앰프를 개발하였고, 자기부상의 용도 이외에도 여러 분야에서 사용할 수 있음.
- 분진이 발생하고 수리가 어려운 볼베어링 시스템의 단점을 개선하고, 수입의존도를 낮출 수 있는 자기부상 모터를 이용한 시스템을 개발.
? 경제적 성과
- 본 과제의 결과물인 “자기부상 웨이퍼 회전시스템”을 참여기업인 (주)나노모션테크놀러지가 2010년 6월 첫 시제품 ？버전을 상장회사인 A社에 납품함.
- 또한 2010년 9월 ？버전을 납품 할 예정이며, A社는 본 과제의 결과물이 탑재된 RTP(급속열처리장치)를 S반도체에 납품할 예정임.
- 향후 참여기업인 (주)나노모션테크놀러지는 본격화 될 매출을 대비하여 현재 양산 준비에 돌입한 상태임.
- 이와 같은 성과는 그동안 정부에서 추진하고 있는 국내 반도체 장비 업체의 장비 국산화에 크게 이바지 할 것이며, 전량 수입에 의존하고 있는 현실을 감안하면, 수입대체효과도 매울 클 것으로 기대하며, 나아가 향후 국산장비의 수출도 내다 볼 수 있을 것으로 판단되어 경제적 성과는 매울 클 것임.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 본 과제를 완성하기 위하여 과제 2년차에 참여기업에서는 석사급 직원 채용이 있었고, 최근에도 박사과정에 있는 직원을 채용하였음.
- 또한 본격적인 양산 준비를 위하여 생산부 직원의 채용이 있었으며, 향후 본격적인 매출 발생시 일자리 창출에 크게 기여할 것으로 보임.
- 자기베어링 제작기술 및 파워엠프기술, 전용 변위센서, 전용 TMS28335 DSP 등으로 인하여 국내 정부출연 연구기관 및 각 대학에서 자기베어링 응용기술을 연구하는 데에도 많은 기틀을 제공할 것으로 기대됨.
4. 향후추진계획
- 참여기업인 (주)나노모션테크놀러지가 본 과제의 결과물인 “자기부상 웨이퍼회전시스템”의 매출을 위한 양산 준비에 많은 도움을 아끼지 않을 것이며, 향후 원가절감을 위한 센서 등의 개발도 지원할 예정임.
- 또한 본 과제를 통하여 개발되어진 기술을 바탕으로 현재의 반도체 생산 공정에 적용하고, 순수 국내기술로 이루어진 시스템이기 때문에 향후 다른 자기부상 응용시스템(터보펌프, 케미컬펌프 등)에 충분한 적용 가능할 것으로 내다 보여 이 분야의 연구에도 매진할 계획임.

목차 Contents

• 최종보고서 제출서...1
• 지식재산권 출원.등록비 집행내역...2
• 사업비사용실적보고서...3
• 개발결과의견서...9
• 최종보고요약서(초록)...10
• 목차...12
• 제 1 장 서론...13
• 제 1 절 개발 배경...13
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황...14
• 1.2.1 국내 관련 기술 현황...14
• 1.2.2 국외 관련 기술 현황...14
• 제 3 절 국내.외 기술 수준 비교...16
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...17
• 제 1 절 시스템 개발 사양...17
• 제 2 절 이론 및 전자기장 해석...19
• 2.2.1 운동방정식 및 자기 베어링의 동특성 모델...19
• 2.2.2 자기 베어링의 전압과 전류 사이의 관계...23
• 제 3 절 제어기 설계...25
• 2.3.1 전달함수 결정 및 매개변수...25
• 2.3.2 주파수 응답방법을 이용한 제어기 설계...27
• 제 4 절 시뮬레이션 및 성능평가...29
• 2.4.1 시뮬레이션...29
• 2.4.2 모터 구동 시뮬레이션...30
• 2.4.3 성능평가...32
• 제 3 장 사업성과...33
• 제 1 절 TMS 28335를 사용한 자기부상용 DSP제어기 개발...33
• 제 2 절 아날로그 앰프 개발...33
• 제 3 절 부상력 50N급 자기부상 모터 개발...34
• 제 4 절 경제적 성과...35
• 제 5 절 신뢰성 인증사업의 롤 모델...35
• 제 4 장 결론...36
• 제 1 절 설계 및 실험...36
• 제 2 절 향후 전망...36
• 부 록...38