작은 크기와 높은 정밀도를 지원하는 ‘Q-MotionⓇ’

Q-MotionⓇ의 원리

Q-MotionⓇ은 피에조 소자에 의해 생성된 드라이브 요소와 러너 사이에서 정마찰과 미끄럼 마찰이 번갈아 일어나는 ‘스틱 슬립 효과’를 활용한다.

이때 발생하는 작동 주파수는 20kHz를 넘으며, 러너를 5mm/s 이상의 속도로 이동시킨다. 한편, Q-MotionⓇ은 톱니파 전압이 제어하는 단일 압전 액추에이터에 기초해 움직이는데, 액추에이터의 느린 팽창으로 인해 러너가 움직일 때 발생하는 관성 때문에, 러너가 액추에이터의 빠른 수축을 따라잡지 못해 그 위치에 남게 된다.

Q-MotionⓇ의 특장점

Q-MotionⓇ이 지니고 있는 기본적인 장점에는 △ 나노미터 분해능 △ 에너지 절약 △ 진공 환경에 대한 적용 가능 등이 있다. 먼저, Q-MotionⓇ은 인가된 전압을 변화시켜 액추에이터를 사용자가 원하는 위치로 보내며, 피에조 세라믹의 특성을 통해 높은 모션 분해능을 보여줄 수 있다. 또한, Q-MotionⓇ은 정지 시에는 자동 잠금 기능으로 전류소모와 열 발생을 방지해 에너지를 절감한다. 고객은 PI의 제품으로 이 같은 Q-MotionⓇ을 10-6hPa의 고진공 상태를 포함해 10-9hPa에 이르는 초고진공 환경에서 도 활용할 수 있다.

PI의 Q-MotionⓇ 제품

PI가 제작한 ‘Q-MotionⓇ 리니어 및 로테이션 스테이지’는 조합 시 3축 이상의 동작을 수행한다.

또 다른 제품인 ‘Q-845 Q-MotionⓇ SpaceFAB’은 6축 고정밀 포지셔닝 시스템으로, 6개의 Q-MotionⓇ스테이지로 구성되어 있다.

사용자는 PI가 지원하는 소프트웨어와 컨트롤러로 이 제품들을 협소한 장소에 설치한 후 활용할 수 있다. 이 같은 PI의 Q-MotionⓇ 제품들은 자동 조립 및 정렬 시스템에서 활용 가능하며, 실리콘 포토닉스 제조 공정에 드는 시간을 분 단위로 줄일 수 있다.

포토닉스 패키징에서 로봇은 부품을 들어 중간 홀더에 배치한 후, SWIR 카메라에 기반을 두고 있는 이미지 프로세싱 시스템을 활용해 Si 웨이퍼에 포토닉스 부품을 위치시킨다. 이 때 사용자는 PI의 리니어 포지셔너와 6 자유도로 움직이는 정밀 구동 로봇인 SpaceFAB이나 Q-MotionⓇ SpaceFAB을 통해 이 작업을 진행할 수 있다.

또한, 사용자는 이 제품들을 △ 계측 △ 현미경 △ 반도체 기술 △ 연구 및 실험실 등의 기술 및 환경 등에도 적용해 활용할 수 있다.

자료 제공 : PI Korea