면레이저 솔루션 최초 사업화한 ‘레이저쎌’…친환경 전기자동차 배터리 공정에도 적용된다

서울경제

김동호 기자

Mar 22, 2021

면레이저 솔루션 최초 사업화

130여 년 이상 이어져 온 내연기관차 시대가 가고 전기자동차 등 친환경 자동차로 대표되는 그린모빌리티' 시대가 열렸다. 자동차산업은 대전환기를 맞이했으며, 코로나19 팬데믹 영향 등이 더해지면서, 기존 예상보다도 패러다임 전환 시기가 앞당겨지고 있다.


전기자동차의 핵심은 배터리 기술에 있다. 주행거리나 가격 등이 배터리 성능에 의해 결정되기 때문이다. 이 같은 전기자동차의 배터리를 컨트롤하는 전장부품이 바로 BMS(Battery Management System)다. 배터리를 최적으로 활용해 전기자동차의 주행거리를 늘려주며, 배터리의 급격한 노후화를 막는다. 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)와 건강 상태(SOH: State Of Health)를 검사해 사용 가능한 범위와 남은 수명도 예측해 준다.


BMS에는 베터리 컨트롤을 위해 배터리와 시스템을 연결해주는 연성기판을 많이 사용하고 있는데 이는 경량화와 조립 편의성, 제조원가 절감이 주요한 요인이다. 연성기판에 접합되는 부품은 수동소자(레지스터), 써미스터를 비롯해 다양한 커넥터 부품이 있고, 기존에는 주로 솔더를 이용한 솔더링 공정이 적용됐다.


이런 BMS용 연성 기판은 기존에는 PI (Polyimide) 재질로, 내열성이 우수해 리플로우 오븐으로 솔더링이 가능했지만, 발화 시 급격히 연소가 진행되고 인체에 해로운 가스가 발생되는 문제점이 있었다. 이에 최근에는 전기자동차 배터리 발화 문제를 해결하고자 난연성이 높아 화재가 발생하지 않는 PEN (Polyethylene Naphthalate) 재질로 바뀌고 있다. 하지만 PEN 재질은 난연성이 높지만 내열성이 낮아 기존에 사용되던 리플로우 오븐에서는 휨 현상이 발생해 공정이 불가하다.


이 같은 문제를 해결한 회사가 있다. 바로 면레이저 솔루션을 세계 최초로 사업화한 ‘레이저쎌’이다. 2015년 설립된 면광원 레이저솔루션 전문기업인 레이저쎌은 면 레이저 기술을 활용해 본딩(접착) 부위에만 최적의 조건으로 레이저를 쏘아 휨 문제를 해결했다. 본딩 부위에만 아주 짧은 시간 레이저의 높은 에너지를 조사해 주변 부품 또는 연성 기판에 어떤 데미지도 입히지 않고 본딩할 수 있는 기술이다.


레이저쎌의 면광원 레이저 기술은 점(Spot) 형태의 레이저 파워를 레이저 파워를 자체 원천기술을 기반으로 개발한 초미세 초정밀 특수렌즈 모듈인 BSOM(Beam Shaping Optical Module) 시스템에 적용해 면 형태의 레이저 파워로 바꾸는 특수 기술이다. LSR(Laser Selective Reflow) 시리즈 장비 솔루션은 BSOM시스템의 원천기술을 개발하고 탑재해 사업화한 제품이다. 레이저쎌의 LSR 시리즈는 이미 유럽에서 널리 알려진 자동차 업체들의 배터리 모듈 양산 공장에 적용돼 생산 중에 있다.


레이저쎌은 현재 면광원 레이저솔루션과 관련된 국내외 100여 건의 특허 출원 및 등록을 진행, 높은 기술 장벽을 동시에 구축하고 있다. 자체적으로 초미세 초정밀 BSOM(Beam Shaping Optical Module)시스템, 최적레이저파워시스템, 하드웨어장비시스템, 관련핵심공정기술, 운용소프트웨어 등 전 분야에서 완벽한 일관시스템을 보유 중이며, 이 같은 원천기술 및 제품의 수직계열화를 기반으로 면 레이저솔루션 분야에서 세계 최고를 목표로 나아가고 있다.