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테슬라, 반도체 본딩 장비 배터리 공정에 적용...속도 30%↑

네바다주 기가팩토리에 공급


미국 전기차 업체 테슬라모터스가 원통형 배터리 간 본딩 작업 속도를 30% 이상 높인 장비를 도입했다. 한 반도체용 본딩 장비 제조회사가 개발한 제품으로 현재 기가팩토리 내 본딩 공정 부문에 전량 단독 공급했다.

미국 네바다주 사막에 위치한 기가팩토리는 테슬라와 일본 배터리업체 파나소닉이 공동으로 건설 중인 배터리 공장이다. 2020년 완공 예정이지만, 지난해 8월 이미 1차 양산에 들어갔다.

3일 업계에 따르면 미국 반도체 장비업체 쿨리케 앤 소파는 테슬라에 초음파 방식의 알루미늄 웨지 본더를 단독 공급했다.

이 장비는 플레이트(원통형 배터리를 고정시키는 판) 상의 배터리 단극을 알루미늄 와이어로 연결해 모듈화하는데 사용된다. 따로 떨어져 있는 원통형 배터리를 11~12mm 길이의 와이어로 연결해주면, 직?병렬로 연결돼 모듈을 구성한다. 쿨리케 앤 소파 장비를 이용해 2개의 원통형 배터리를 이어주는데 소요되는 시간은 0.7초에 불과하다.

테슬라 중형 전기차인 ‘모델S’ 한 대에 7000여개의 원통형 배터리가 장착되기 때문에 본딩 속도가 생산성에 큰 영향을 미친다.

현재 배터리용 본딩 장비를 제조하는 곳은 쿨리케 앤 소파 외 벨버텍?헤세 등이며 국내에는 없다. 테슬라는 기가팩토리를 설립하기 전 이들 업체에 배터리용 본딩 장비 개발을 요청한 것으로 알려졌다. 이 업체들은 그동안 반도체용 파워모듈 본딩 장비를 주력으로 생산해왔다.

테슬라에 공급되고 있는 전기차용 알루미늄 웨지 본딩 장비 내 플레이트 면적은 X축 300mm, Y축 860mm다. 초기 테슬라는 300mm×300mm 면적의 장비를 사용했지만 이후 전기차 생산량이 늘어나면서 더 큰 면적의 플레이트를 위해 추가 개발 요청한 것으로 전해졌다. 플레이트 사이즈가 커질수록 한 번에 많은 수의 배터리를 본딩할 수 있기 때문에 생산성이 향상된다.

현재 쿨리케 앤 소파의 본딩 장비 점유율은 전세계 60%다. 반도체용 와이어 본딩 장비는 국내 100곳 이상 업체에 공급하고 있다. 배터리용 본딩 장비는 중국 고객사 비중이 가장 높고 국내 시장 진출을 목표로 하고 있다.

회사 관계자는 “장비 자체 기술 개발도 중요하지만, 자동차 업체가 가장 중요시 여기는 부분이 안전 문제기 때문에 제품에 대한 신뢰성이 기반이 돼야 한다”며 “이 밖에 시간당 생산대수(UPH)가 기존에 사용하던 장비보다 뛰어나 기가팩토리 내 표준화한 것으로 본다”고 말했다.
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