50년 이상의 산업용 질량 분석 기술
리히텐슈타인의 발저스에서 세계로, 그리고 그 너머로

50년 이상의 산업용 질량 분석 기술 경험을 바탕으로, 인피콘은 깊은 기술 전문성과 오랜 혁신의 전통을 자랑스럽게 생각합니다. 이 여정은 공학의 우수성과 리히텐슈타인의 Balzers AG에서 전임 전기 공학 책임자로 근무한 Dipl. El. Ing. ETHZ Remo Vogelsang과 같은 선구자들의 정신에 의해 형성되었습니다. 그는 1970년대 첫 번째 디지털 제어 쿼드러폴 질량 분석기의 개발을 주도했습니다. 그의 팀과 함께 이루어진 혁신적인 기여가 없었다면 현재의 질량 분석기 세대는 존재하지 않았을 것입니다.
수십 년간의 개발 과정을 되돌아보며, 우리는 이러한 성과를 인정하고 기리고자 합니다. 최근 우리는 Remo Vogelsang과 산업용 질량 분석기의 초기 시절에 대해 이야기를 나누는 영광을 가졌습니다. 현재 이 기술은 반도체 제조부터 달 탐사, 화산 활동 모니터링에 이르기까지 다양한 분야에서 필수적인 역할을 하고 있습니다.
이 혁신의 뿌리는 리히텐슈타인에 본사를 두고 진공 증발 기술의 선구자였던 라이볼트 인피콘과 Balzers AG로 거슬러 올라갑니다. 시간이 흐르며 Balzers AG는 여러 구조 조정 과정을 거쳤고, 그 중 일부 장비 사업부는 인피콘으로 분사되었습니다. 우리는 이 유산을 자랑스럽게 이어가며, 복잡한 센서 및 측정 시스템의 산업화에 특화되어 있습니다.
1967년 Balzers AG에서 첫 번째 쿼드러폴 질량 분석기가 출시된 이래로, 오늘날 인피콘의 AI 기반 스마트 센서에 이르기까지 우리는 다양한 산업 분야에서 정확한 가스 분석을 가능하게 해왔습니다. 시스템 통합 분야의 탄탄한 기반과 혁신에 대한 명확한 commitment를 바탕으로, 우리는 질량 분석법을 중요한 응용 분야에 더 접근하기 쉽고 신뢰할 수 있으며 영향력 있는 기술로 발전시키는 데 핵심적인 역할을 해왔습니다. Vogelsang과의 대화는 계측기 개발의 결정적인 시대를 조명하며, 질량 분석법의 초기 시절부터 우리가 얼마나 멀리 왔는지 상기시켜줍니다.


QMG 511의 공학 설계: 튜브에서 칩으로
1972년, Remo Vogelsang은 전자 산업이 급속한 변혁을 겪고 있던 시기에 Balzers AG에 입사했습니다. 진공관이 반도체로 대체되고 통합 회로가 소형화와 성능 향상의 새로운 가능성을 열어가는 시기였습니다. 진공관 기반 시스템 분야에서 훈련을 받은 Vogelsang은 이 변화의 중심에 서게 되었습니다.
Hans Peter Egli와 함께 Vogelsang은 QMG 511의 핵심 개발 팀을 구성했습니다. 그들의 목표는 성공적인 QMG 300 모델을 더 강력하고 양산 가능한 장비로 발전시키는 것이었습니다. 팀은 새로운 분석기를 개발 중인 물리학자 Dr. Huber, Dr. Rettinghaus, Dr. Selhofer와 협력했으며, Carlo Hofmann과 Dr. Clinckemaillie 같은 마케팅 전문가들과도 긴밀히 협력해 장비가 실제 산업 현장의 요구사항을 충족하도록 했습니다.


1972년 9월 중순까지 팀은 상세한 기술 사양을 최종 확정했습니다. QMG 511은 출시 준비를 마쳤고, 이와 함께 고진공 가스 분석의 새로운 장이 열렸습니다. 볼그스랑은 회상합니다: “QMG 300과 그 전신 모델들은 실험실에서는 잘 작동했지만, 완전히 아날로그 설계로 인해 산업용으로 적합하지 않았습니다. 사용자가 계속해서 노브를 조정해야 한다는 점은 결과의 일관성을 해치기 때문에 용납할 수 없었습니다.”
QMG 511을 통해 그는 우수성으로 인해 사람들이 적극적으로 채택할 만한 장치를 원했습니다. Vogelsang은 두 가지 핵심 목표를 설정했습니다. 첫째, 마케팅 측면에서 사용자들이 적극적으로 채택할 만큼 우수한 제품을 원했습니다. 둘째, 신뢰성이 가장 중요했으며, 그는 스스로 높은 기준을 설정했습니다. 이 때문에 QMG 511은 사용 편의성과 제조 단순성을 모두 갖춘 시스템으로 설계되었습니다. 기술적 장애 없이 원활한 생산을 보장하기 위해 완전히 디지털화되고 견고한 시스템으로, 아날로그와 디지털 기술의 간극을 마침내 메웠습니다.


이 두 원칙, 강력한 시장 경쟁력과 절대적인 신뢰성은 Vogelsang에게 필수적이었으며 오늘날에도 여전히 중요합니다. 주요 공학적 과제 중 하나는 16비트 디지털-아날로그 변환기의 부재였습니다.
“우리는 두 개의 8비트 변환기를 결합해야 했습니다,” Vogelsang은 설명합니다. ”이것은 일부 정확도 문제를 초래했지만, 수동 포텐셔미터를 사용한 창의적인 해결책으로 놀랍게도 잘 작동했습니다.”
팀은 고주파 신호 생성 제한을 극복하기 위해 게이트드 클럭 스위칭 방법을 적용했습니다.


감도, 속도, 및 정밀도 향상
시간이 지나면서 질량 분석 기술은 놀라운 발전을 이루었습니다. 초기 시스템은 크기가 크고, 광범위한 교정이 필요했으며, 감도가 제한적이었습니다. 오늘날 현대적인 질량 분석기는 고도로 자동화되어 실시간 데이터 처리를 제공하며, 산업 생산 라인에 원활하게 통합됩니다. 인피콘은 Balzers AG의 유산을 바탕으로 이러한 개선을 주도하는 데 중요한 역할을 했으며, 전 세계적인 네트워크를 통해 전문성을 확장해 왔습니다.
Vogelsang의 관점에서 보면, 질량 분석법의 기본 원리는 지난 50년간 변하지 않았지만, 그 외 모든 것이 개선되었습니다. “변화된 것은 신뢰성, 정밀도, 그리고 다양한 시장 요구사항을 충족하기 위해 특정 장비들이 어떻게 최적화되었는지입니다”라고 그는 말했습니다. “기본 원리는 여전히 동일하지만, 이제 더 빠르고, 더 컴팩트하며, 실제 환경에서의 성능을 최적화되었습니다.”
이러한 개선 사항은 질량 분석 기술의 진화 과정에서 달성된 여러 주요 이정표에 반영되어 있습니다.
- 더 높은 감도를 위한 개선된 쿼드러폴 및 이온 소스 설계, 반도체 및 휴대용 GCMS 응용 분야에 필수적
- 내구성과 휴대성, 우주용 질량 분석기 및 차량 장착형 GCMS 응용 분야에 필수적
- 전자 증배기 개선을 통해 반도체 공정에서의 매우 낮은 농도 검출 대응
- 제어 시스템 현대화를 통해 소형화, 컴팩트한 고속 센서 시스템 구현
- 쿼드러폴의 소형화를 통해 극한 고압 응용 분야 대응
- 통합: 혹독한 화학 응용 분야를 위한 소형 펌핑 시스템에 통합
- 디스플레이 진화: 내장형 디스플레이에서 디스플레이를 모방하는 소프트웨어(SQX 및 MQX)로, 이어 윈도우 기반 소프트웨어 제어까지
- FabGuard 소프트웨어 도입: 제조 도구와 직접 통합되어 해당 제조 도구 내에서 RGA 데이터를 활용해 더 스마트한 결정을 지원하는
- 반도체 응용 분야를 위한 맞춤형 RGA에는
- Metal PVD 모니터링
- CVD/ALD 및 극한 환경에서의 수명 개선
- Furnace 및 열처리 모니터링
- 선택적 식각 모니터링
- 확장된 시장 응용을 위한 맞춤형 RGA에는 다음과 같은 것이 포함됩니다
- 환경
- 냉매, 자동차, 에어컨 모니터링을 위한 누설 테스트 응용
- 리튬 이온 배터리 테스트
미래: 우리가 나아가야 할 방향
우리는 질량 분석 분야에서 세계적인 리더로서 자부심을 느낍니다. 우리의 기술은 전 세계 반도체 제조업체, 특히 장비 제조업체와 칩 제조업체로부터 신뢰를 받고 있습니다. 아시아, 유럽, 미국에 위치한 최첨단 반도체 팩토리들은 매일 우리의 질량 분석기를 사용하여 공정 제어, 추적 가스 감지, 오염 분석을 최고 수준의 정밀도로 수행하고 있습니다.
이 모든 것은 세계 최초의 산업용 질량 분석기인 QMG 511로부터 시작되었습니다. 이후로 우리 장비의 각 신규 세대는 최상위 제품으로서의 기준을 계속 설정해 왔으며, 반도체 제조업체들이 기술과 신뢰성의 한계를 넘어설 수 있도록 지원해 왔습니다.
하지만 우리의 혁신은 반도체에 그치지 않습니다. 우리는 전기차(EV) 및 소비자 배터리 분야의 누설 검출 기술에서도 선도적인 역할을 담당하며, 전기차, 스마트폰, 기타 핵심 기기의 안전성과 성능을 보장합니다. 우리의 HAPSITE 이동식 실험실은 긴급 대응, 환경 보호, 군사 용도를 위한 신속한 현장 화학 분석을 제공합니다.
우리는 실험실을 넘어 나아갔습니다. 우리의 장비는 NASA PRIME-1 달 탐사 임무에 참여해 달 표면을 분석하고 극한 환경에서 기술의 신뢰성을 입증했습니다. 우리는 화산 예측과 같은 선구적인 연구 프로젝트를 지원하며, 우리의 시스템은 자연 재해 조기 경보에 활용될 수 있는 가스 신호를 탐지합니다. 또한 우리는 질량 분석법을 수중 환경에 적용해 심해에서 실시간 분석을 가능하게 했습니다.


“첫 번째 질량 분석기를 개발할 때 우리는 진공 챔버와 제조 시설에 집중했습니다. 우리 기술의 후손이 언젠가 달에 도달할 것이라는 생각은 정말 놀랍습니다,"라고 QMG 511의 공동 개발자 레모 볼그스앙이 회상합니다.
다음 세대의 엔지니어들에게 그는 다음과 같은 조언을 전합니다: ”진정으로 흥미를 느끼는 것을 찾아라, 열정을 쏟을 수 있는 것을. 공학에서는 모든 세부 사항이 중요합니다. 작은 부품 하나가 고장나면 전체 시스템이 작동하지 않을 수 있습니다. 프로젝트가 완료되면 다음으로 넘어가세요. 기술은 끊임없이 진화하며, 바로 그 점이 이 분야를如此 흥미진진하게 만드는 것입니다.”
우리는 질량 분석기의 미래를 선도하기 위해 계속 노력할 것입니다. 50년 이상의 우수성을 기념하며, 질량 분석기 분야에서 아직도 기다리고 있는 다음 혁신을 기대합니다!


질량 분석법의 주요 발전 단계 연표
지난 50년간 쿼드러폴 질량 분석법의 발전은 지속적인 기술 혁신으로 특징지어졌습니다. 다음 타임라인은 우리 장비의 진화 과정에서 중요한 이정표를 강조합니다—최초의 프로토타입부터 오늘날의 스마트하고 연결된 플랫폼까지.
연도 | 중요 단계 |
---|---|
1962 | 리히텐슈타인의 Balzers AG에서 첫 번째 쿼드러폴 질량 분석기의 개발이 시작되었습니다 |
1967 | 첫 번째로 널리 사용 가능한 쿼드러폴 질량 분석기인 QMG 101이 출시되었습니다 |
1972 | 산업용으로 개발된 첫 번째 디지털 제어형 쿼드러폴 질량 분석기인 QMG 511이 소개되었습니다 |
1973 | QMG 311 출시 — QMG 511의 비용 효율적인 아날로그 대안 |
1977 | IQ200 (Leybold INFICON) 질량 분석기 출시 — 최초의 마이크로프로세서 제어형 디지털 RGA |
1978 | QMG 064 출시 — 부분 압력을 직접 출력하는 지능형 RGA |
1985 | RGAs용 첫 센서 헤드를 갖춘 Quadrex 200 (INFICON) 출시 |
1986 | QMG 420에 새로운 제어 장치 및 RF 발생기 도입 |
1987 | Quadstar 420 및 Plus 420: 메뉴 탐색, 분석 모드, 다중 스트림 시퀀서 |
1992 | QMG 421에 통합 검출 모드 도입: 파라데이, SEM, 이온 계수 QuadStar 421/2는 Microsoft Windows를 지원합니다 Transpector 잔류 가스 분석기 출시: 컴팩트 전자 케이스 센서 내장, PC와의 인터페이스를 위해 +24V 및 시리얼 통신만 필요. 자동 범위 조정 전자계와 이중 검출기(FC/EM)를 특징으로 합니다. |
1996 | Transpector XPR 잔류 가스 분석기 출시 — 세계 최초의 확장 압력 범위에서 작동하는 RGA |
1997 | QMG 422는 빠른 자동 범위 조정 및 새로운 전기계 증폭기를 도입했습니다 |
2000 | FabGuard 센서 통합 및 분석 시스템 출시 |
2002 | Quadstar 32비트 소프트웨어 플랫폼 출시 |
2004 | HiQuad 및 QMG 700 출시: 모듈형, 고속, 이더넷 인터페이스 QUADERA 소프트웨어 스위트: 직관적인 다중 문서 인터페이스 |
2025 | QMG 800 출시: INFICON의 차세대 분석 플랫폼 |
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저희는 취리히 연방공과대학교의 로봇 시스템 연구소와 협력하여 지역 매핑, 모니터링 및 현장 센싱을 위한 자율 로봇 프로젝트인 ARAMMIS를 진행하고 있습니다. 이 프로젝트는 첨단 가스 감지 페이로드를 바퀴 달린 로봇에 통합하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

반도체, 에너지, 보안 등 다양한 산업 분야의 가스 감지 및 진공 측정 전문가인 엔드레스하우저 팀은 항상 혁신의 '다음 단계'를 모색하고 있습니다.

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