국가뿌리산업진흥센터

금속분말을 통해 전자레인지를 움직인다

(주)한국전자재료는 가정용 전자레인지의 마그네트론용 절연 세라믹 부품 및 몰리브덴 소결품 등을 생산하고 있으며 세계 7대 전자레인지 제조업체(삼성전자, LG전자, 대우전자, Toshiba, Panasonic, Witol, Galanz)에 부품을 공급하고 있다. 한국전자재료에서 생산하고 있는 전자레인지 마그네트론용 부품은 알루미나 세라믹 메탈라이징 부품(Stem, Antenna)과 몰리브덴 소결품(Top Hat, End Hat) 및 몰리브덴 용접 부품(Top Lead Assembly, End Assembly, center Lead) 등이 있다.

마그네트론은 전자레인지에서 전자파를 발생시키는 중요한 부품이다. 마그네트론 구성 부품 중 특히 몰리브덴 소결부품(Top Hat, End Hat 등)은 전자파 발생을 위한 주요 부품인데 이 몰리브덴 소결부품이 마그네트론의 다른 구성 부품과의 용접성이 저하되면 전자레인지가 작동 중 단락되거나 제품에 결함이 발생하게 된다.

현재 한국전자재료에서는 세계 전자레인지 7대 제조업체 모두에 부품을 공급하고 있으며 기술협력지원사업을 통해 개발한 Shield Top(=Top Hat)부품은 이번 사업의 수요기업인 삼성전자 외에 6개 메이저 회사에 이미 공급 중에 있었다. 그동안 삼성전자의 Top Hat부품은 일본의 Toho사에서 공급하고 있었는데 지원사업을 계기로 Top Hat 부품까지 국산화에 성공했다.

국가뿌리산업진흥센터의 기술협력지원사업을 통해 부품 국산화에 성공하다

한국전자재료는 그동안 지원사업의 수요기업인 삼성전자에 Shield Top(=Top Hot)부품을 제외하고 Mo End Hat과 Mo Hat Assembly, mo Shield Lead, 세라믹 메탈라이징 부품 등을 공급하고 있었다. 고융점 금속인 텅스텐과 몰리브덴 분말을 이용한 분말야금 분야에서 국내 독보적인 기술력을 보유하고 있는 한국전자재료는 특히 제품의 형상을 결정짓는 금형(Mold)설계 기술까지 보유하고 있어 전자레인지 마그네트론에 들어가는 다양한 부품들을 기획부터 설계, 제작까지 원스톱으로 제공할 수 있는 인프라를 이미 구축하고 있었다. 이와 같이 금속 원료 분말의 가공기술과 원료의 과립화 기술, 성형 및 소결 기술 등을 전부 보유하고 있는 기업은 국내에 많지 않으며 이처럼 금속분말야금 분야의 우수한 기술력을 바탕으로 한국전자재료는 전자레인지 부품을 중심으로 다양한 금속 소결 부품을 국내외 시장에 공급하고 있었다.

그럼에도 불구하고 한국전자재료로서는 다른 부품은 공급하고 있으면서 Shield Top부품만 삼성전자 측에 공급하지 못하는 상황을 타개하고자 하는 욕구와 의지가 강할 수밖에 없었다. 그런 욕구와 의지가 국가뿌리산업진흥센터의 기술협력지원사업과 만나 커다란 성과를 창출했다.

뿌리기업의 적극적인 도전

기술협력지원사업의 대부분의 사례가 수요기업의 요청과 애로사항을 뿌리기업의 기술력으로 대응했던 것과 달리 한국전자재료와 삼성전자간의 사업은 뿌리기업인 한국전자재료의 요청으로 시작됐다. 국가뿌리산업진흥센터의 기술협력지원사업을 준비하고 있던 한국전자재료가 이번 지원사업을 계기로 Shield Top부품의 국산화를 성공시켜 보겠다는 의지로 수요기업인 삼성전자에게 기술개발을 제안했고 수요기업인 삼성전자와의 협의를 통해 개발방향을 설정했다.

수요기업의 Shield Top 제품은 몰리브덴 금속분말에 성형성을 부여하기 위해 유기 바인더 등을 첨가한 후 과립 분말을 제조하고 이를 특정 금형에서 가압 성형해 형상을 구현하고 나서 강도 및 경도 등의 물성을 확보하기 위해 수소분위기 1,700도 이상의 고온에서 열처리하는 순서로 제작된다.

한국전자재료 역시 원료가공-원료과립화-분말성형-소결-바렐 연마의 과정을 거쳐 제품을 개발했다. 이처럼 제품생산 전공정에 대한 인프라와 노하우가 축적돼 있기 때문에 가능했던 일이다. 먼저 Raw Material을 분쇄, 혼합한 뒤 원료에 유기첨가제(바인더, 가소제, 윤활제 등)를 균일하게 분산해 과립 분말을 형성하는 원료과립화 과정을 진행했다. 그런 뒤에는 과립화된 원료를 특정 금형에서 일축가압해 성형했는데 이를 통해 금속 원료 분말에 힘을 가해 형상을 가진 Green Body를 만들기 위함이다. 이런 과정을 분말성형 과정이라 하는데 이 과정에서 한국전자재료가 보유하고 있는 금형기술과 분말성형 기술을 응용해 적용했다. 그 뒤에는 수소분위기로(Kiln)에서 Green Body에 1,700도 이상의 열을 가해 강도, 경도와 같은 물성을 부여하게 되는데 이를 소결과정이라 한다. 그리고 마지막으로 소결체 표면의 Burr(흠)를 제거하는 바렐 연마를 거쳐 제품을 완성했다.

노력으로 이뤄낸 국산화의 꿈

기술협력지원사업이 한국전자재료에게 주는 가장 큰 의미는 마지막 남은 메이저 기업에 Shield Top부품을 공급하게 됐고 그로 인해 부품국산화에 성공했다는 점이다. 그동안 한국전자재료는 수요기업인 삼성전자를 제외한 나머지 6개 전자레인지 메이저 기업 모두에 Shield Top(=Top Hat)을 납품하고 있었다. 그리고 제품개발의 결과 한국전자재료가 만든 Top Hat이 전세계 모든 전자레인지에 적용되게 됐다. 탁월한 분말야금기술과 세라믹 메탈라이징 기술을 바탕으로 전자레인지 부품 분야에서 글로벌 기업으로 성장해 온 한국전자재료. 앞으로도 한국전자재료의 성장이 계속되기를 기대한다.

< 출처 : 2015 뿌리기업-수요기업 기술협력지원사업 결과안내집 >