산업 현장의 난제, 접합력과 불량률을 혁신하는 방법
첨단 산업 분야는 끊임없이 더 높은 정밀도와 신뢰성을 요구하고 있습니다. 특히 반도체, 자동차, 배터리 등 핵심 부품 제조에 있어 재료 간의 강력한 접합력과 생산 공정 중 발생하는 불량을 최소화하는 것은 기업의 생존과 직결되는 과제입니다. 기존의 표면 처리 방식으로는 미세 오염이나 불균일한 표면 상태로 인해 기대만큼의 성능을 발현하기 어려웠습니다. 높은 비용과 복잡한 공정은 또 다른 부담으로 작용하며, 환경 규제 강화는 친환경적인 솔루션의 필요성을 더욱 부각시키고 있습니다. 이러한 상황에서 차세대 표면 처리 기술에 대한 갈증은 더욱 커지고 있습니다.
㈜제이씨플라스마(이하 'JCPlasma')는 이러한 산업 현장의 고민을 해결하기 위해 '대기압 아크-프리 저온 플라즈마' 기술을 전문으로 개발하고 상용화해 왔습니다. 플라즈마 표면개질은 재료의 물리적, 화학적 특성을 변화시켜 접합력을 극대화하고, 표면장력을 향상시키며, 기존 이물 불량에 의한 불량률을 최소화하는 신기술입니다. 금속, 비금속, 세라믹 등 거의 모든 재료에 적용 가능하여 범용성이 매우 뛰어납니다. 예를 들어, 반도체 제조 공정에서 플라즈마 표면개질은 홀 및 기판면의 소자 결합력을 증대시켜 제품의 안정성과 수율을 개선하는 데 큰 역할을 합니다. 표면 오염을 제거하고 활성 부위를 형성하여 접착제나 코팅 재료가 더욱 효과적으로 부착될 수 있도록 돕는 것이 핵심입니다.
이러한 혁신적인 플라즈마 표면개질 기술의 중심에는 JCPlasma의 독자적인 'High Voltage Pulse Generator'가 있습니다. 이 장치는 짧은 기간 동안 고전압을 생성하고 이를 일정한 패턴인 펄스 형태로 출력하는 핵심 기술을 내포하고 있습니다. 일반적인 고전압 발생기와 달리, JCPlasma의 펄스 제너레이터는 정밀 제어가 가능하다는 특징을 가집니다. 펄스의 전압, 지속 시간, 주파수 등을 미세하게 조정하여 재료별 최적의 표면 상태를 구현할 수 있습니다. 이는 고효율적인 에너지 사용으로 이어져, 필요한 부분에만 전력을 공급함으로써 에너지 손실을 줄이고 생산 비용을 절감하는 데 기여합니다. 무엇보다 중요한 것은 안정성입니다. 스파크나 아크 발생을 방지하여 작업 환경의 안전을 확보하고, 일정한 고전압을 유지함으로써 연속적인 공정에서도 균일한 품질을 보장합니다.
JCPlasma의 펄스 제너레이터에는 여러 핵심 기술이 집약되어 있습니다. 첫째, 펄스 폭 조절(Pulse Width Modulation) 기술은 고전압의 지속 시간을 나노초에서 밀리초 수준으로 정밀하게 제어하여 다양한 응용 분야에 적합한 파형을 생성합니다. 둘째, 고속 스위칭 기술은 반도체 스위칭 소자를 활용하여 펄스를 빠르게 생성하고 전환함으로써 생산성을 높입니다. 셋째, 고전압 절연 및 보호 기술은 첨단 절연 기술과 과전압 보호 회로를 통해 장비의 안전성을 높이고 수명을 연장합니다. 마지막으로, 프로그래머블 제어 기능은 사용자가 원하는 전압, 주파수, 파형을 소프트웨어에서 손쉽게 설정할 수 있게 하여 운용의 편리성을 제공합니다. 이 모든 기술은 플라즈마 표면개질이 산업 현장에서 더욱 효과적으로 활용될 수 있도록 만듭니다.
JCPlasma의 플라즈마 기술은 다양한 산업 분야에서 실제적인 변화를 이끌어내고 있습니다. 먼저, EMS(Electronics Manufacturing Services) 장비 사업 분야에서는 반도체 및 PCB 제조에 플라즈마 기술을 적용하여 제품의 정밀도, 생산 효율성 및 전반적인 품질을 향상시키고 있습니다. 미세 회로의 접합력을 높이고, 도금 전 표면 처리 등으로 불량을 줄여 반도체 산업의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다. 또한, EV 자동차 배터리 개질 사업은 당사의 기술이 배터리 성능을 향상시키고 에너지 밀도를 높이며, 폐 배터리 재활용을 지원하여 전기 자동차 산업을 위한 지속 가능하고 친환경적인 솔루션을 제공하는 핵심 분야입니다. 특히 수소 연료전지와 같은 차세대 청정 에너지 기술 분야에서도 플라즈마 표면개질의 잠재력은 매우 큽니다. JCPlasma는 수소 발전 등 청정 에너지 기술 및 농업, 의료 및 미용 산업을 포함한 기타 플라즈마 응용 분야에서 더 많은 발전을 추구하며 기술의 지평을 넓혀가고 있습니다.
이러한 성공 뒤에는 JCPlasma만의 독보적인 경쟁력이 있습니다. JCPlasma는 실질적인 국내 최초 플라즈마 발진 기술을 개발하고 보유하고 있습니다. 1983년 국내 최초 방전가공기 개발업체로부터 40여 년간 산업 현장에서 검증된 기술을 분사 후 사업 포괄 인수를 완료하여 Arc-free Plasma Jet (PlasmaTEXTURE®) 개발을 완료했습니다. 이는 수입에 의존하던 핵심 기술을 국산화하여 국내 산업의 자립도를 높이는 데 크게 기여했습니다. 더 나아가, JCPlasma는 플라즈마와 로봇 기술을 동시에 보유한 유일한 공급자입니다. 수직 다관절 로봇 기술을 위해 '로봇용 관절 시스템' 기술을 기술 이전받았고, 생산기술원과 알고리즘을 공동 개발하여 시스템 통합(SI) 능력을 확보하고 있습니다. 국내 및 중국 다관절 로봇사와 로봇 공급 계약을 체결하여 다양한 사업 영역으로의 확장을 실현하고 있습니다.
JCPlasma는 대기압 플라즈마 분야에서 수입 대체를 넘어 세계 최고 수준의 제품 개발을 목표로 지속적인 연구개발을 이어가고 있습니다. 독자적으로 개발한 플라즈마 발진기로 수입 제품을 대체할 뿐만 아니라, 세계 최초로 Full Cone Type 노즐을 갖는 표면개질기를 개발 완료했으며, 2025년 노즐 양산을 위한 전용 설비 개발도 준비하고 있습니다. 이와 같은 기술 혁신은 전 세계 플라즈마 산업의 표준을 새롭게 정의할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 이미 JCPlasma의 기술력은 국내 다양한 산업 현장에서 입증되었습니다. 국내 최초로 자동차 산업에 플라즈마를 이용한 표면개질 시스템을 공급했으며, 2020년 현대기아자동차 1차 협력사인 P그룹에 시스템을 설치하여 현재도 성공적으로 가동 중입니다. 또한, 갤럭시 Buds와 같은 소형 전자 부품에도 적용하여 응용 범위를 확대하고 있습니다. 이러한 실제 적용 사례들은 JCPlasma 기술의 신뢰성과 효율성을 명확히 보여줍니다. JCPlasma의 기술력은 2018년 기술보증기금으로부터 경기도에서는 첫 번째, 국내에서는 제14호의 프런티어 벤처로 선정되며 공식적으로 인정받았습니다. 앞으로도 JCPlasma는 지속 가능한 산업 발전에 기여할 수 있는 혁신적인 플라즈마 솔루션을 통해 고객사와 함께 새로운 가치를 창출해 나가고자 합니다.
플라즈마 표면개질 기술은 접합력 향상과 불량률 저감에 있어 산업 전반에 걸쳐 실질적인 효과를 입증하고 있습니다. ㈜제이씨플라즈마는 고도화된 펄스 제어 기술을 바탕으로 다양한 응용 분야에서 기술의 안정성과 범용성을 확대해 나가고 있으며, 관련 내용에 대해 더 궁금하신 점은 문의 주세요.
