2013년 제1차 디지털의료기기 지식연구회 - X-Ray Tube 사업화 소개 자료 -

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X-Ray Tube

사업화 소개 자료

개발 배경 및 연혁 1 2 X-Ray Tube소개 3 제품 및 기술개발 5 국내 외 시장동향 7 판매 제품 6 자사 역량 8 향후 개발 Road Map 9 Marketing전략 4 특 허

1. 개발 배경 및 연혁

회사 연혁 CRT의 기반기술을 X선관의 기술력으로 승화 하여

의료기기사업

으로 확장 2008.11 아날로그용 X-Ray Tube개발 관련 대경선도지원 국책과제로 선정 (2년간, 17억 국비지원)

LG-Philips Display연구소에서 개발 Start

아날로그용 제품 개발 완료 2010.06 2011.10 DR용 X-Ray Tube개발 관련 대경선도지원단 2012.06 사업화 투자를 위하여 ㈜MS Tech으로 이전 2010.02 개발 연혁 X선관

X선관의 제품기술은 CRT Global No1 회사인 LG-Philips Display 연구소 에서 기술이 CRT와 유사하여 개발 Start되었으며, 현재 아날로그용 Tube는 개발되어 판매중임

ISO13485 System, CE인증 획득

2012.10

System에 결합 각종 Test(극한, Long Term)완료

2012.05 FTM 기술 DY 및 소음저감 전자총 진공/배기 Stator Roror 브레이징 _기술 Target Focusing 초고진공 _(10E-8)

유사 기술

CRT

인체내의 각종 건강진단용 X-Ray 검사 장비는 아래와 같이 4가지의 Section 으로 분류 되며, 자사에서 개발한 의료용 Rotation X-Ray Tube는 100% 해외에서 도입하여 사용하고 있었음.

2. X-Ray Tube 소개

X-ray Detector X-Ray Tube Generator Controller X-ray를 수신하여 Display함 10-10 _{cm의 파장} 을 가진 직진성 높은 Ray 발생 X-ray 조사량을 조절하는 장치 고전압 발생 장치 (Max.180kV) 1) X-Ray Tube

Rotor

Stator Coil Rotating

Target Glass Focusing Cup Filament Window High Voltage

X-ray

[X선관 장치] Replacement시장을 감안하여 국내 소요량이 가장 많은 제품 개발 및 판매 중. - 진공도 : 10-8 _{Torr, Rotor회전수 : 3,200RPM, 내부온도 : 500℃}

- 관전압/관전류(Max) : 125kV/ 570mA, Focal Spot :1.0/2.0, 아날로그용

[X선관]

2) 판매 제품

의료용(회전형) 의료용(CT용) 치과용 가격 : 2.0∼4.5 M￦ 가격 : 25∼100 M￦ 가격 : 0.2∼0.6 M￦ 용도에 따라 의료용과 산업용, 구조에 따라 Anode 회전형 과 고정형으로 구분 자사 개발 Plan : 의료용 ⇒ 치과용 ⇒ 산업용 ⇒ CT용 [Anode 회전] [Anode 고정] 산업용 가격 : 10 M￦ 3) Application

2. X-Ray Tube 소개

3. 국내,외 시장 동향

1) X-Ray Tube생산업체

1 9

4

World Top 업체인 VARIAN/ SIEMENS/ TOSHIBA 등이 기술 주도 중국은 3개 업체에서 생산한 제품을 자국 내의 소요물량을 Cover하는 수준 Dunlee/ GE/ PHILIPS/ HTC/ Hamamatsu 업체는 자회사 소요량만 생산

2 ₈ 10 1. VARIAN(미) 2. SIEMENS(독) 3. TOSHIBA(일) 4. DUNLEE_Plilips(미) 5. IAE(이) 6. GE(미) 7. PHILIPS(네) 8-10. China Company(*) 11. HTC(일) 12. Hamamatsu(일) 3 7 5 6 11 12

미국, EU선진국, 일본이 Global시장의 70%를 점유하고 있음 미국, 유럽 업체들은 기술력은 뛰어나지만 판매가격 높음 아시아 국가는 가격 경쟁력에서 우수하지만 CT등 고급모델 기술력에 한계 미국 EU (선진국) 남미 기타 한국 0.34 (1.4%) 1.1 (4.3%) 4.7 (19%) 9.2 (41%) 4.0 (18%) Total : 25억$ 일본 _(11%) 2.7 중국 1.0 (4.2%) EU (후진국) 0.32(1.3%)

* Total 시장은 X-ray 장비의 10%로 가정. 자료 - Espicom, World Medical Market Forecast to 2012 * 기타 시장은 나머지 국가들의 Total임. High Low 판매 가격 High

2) Global Market 및 업체 Position

3. 국내,외 시장 동향

기술 VARIAN TOSHIBA IAE China HTC SIEMENS

3. 국내,외 시장 동향

3) 시장 규모 26 22 18 2008 2009 2010 (단위:억$) 해외 (99%) 국내 (1.0%) 22.2 20.9 23.5 2008 2009 2010 22.5 22.6 27.8 (단위:M$) 20 23 26 29 32 35 (자료 : 관세청) 33.7 2011 2011 25.0 24 20

X선관

장치

Global시장 _국내시장

Global X-Ray Tube 시장은 25억 달러 수준으로 평균 6%/年 성장

Global 국 내

• TOSHIBA, VARIAN, HITACHI, GE, SIEMENS 등 813건 검색하여 검토 완료함. • 문제 특허 - 일본 공개 平 9-115468 : Target과 Mo 접합 구조 - 일본 공개 平 5-266989 : 전압 입력 구조 ⇒ 심사 미청구 상태로 특허 효력 없고, 자사는 회피 구조 도출 및 적용 중 • 국내 특허는 X-ray 장치 관련 27건 출원 확인되나 회전Anode형 X선관 장치 관련 특허는 TOSHIBA 1건 뿐임. ⇒ 자사 개발품과 무관한 기술 • 자사 출원한 소음 저감을 위한 Bearing부 구조 개선 특허가 회전Anode형 X선관의 국내 기업 최초 출원 특허임. (10-2012-0044868)

4. 특허

5. 제품 및 기술개발

1) 기반 기술 X선관의 제품기술은 CRT의 기반 기술과 유사하여, 2008.11월 구미에 있는

LG-Philips Display(LPD) 연구소에서 개발을 Start하였음.

X선관

전자총 기술

DY 기술

FTM 기술

(이종금속 접합기술)

고진공

X선관

제품개발의 기반기술은 CRT기술력을 이용하였으나, 제품의 차별화 및 완벽한 품질 확보를 위하여 다양한 Channel을 통하여 기술Sourcing하고 있음.  사업 총괄  저소음/ 선예도 향상 설계  부품,공정 최적화 기술 개발  신뢰성 검증 System 개발  X선관 장치 성능 평가  판매 Route확보  열해석 Simulation Program 개발  부품 성분 분석  부품 재질 조사  CRT부품업체 활용  LG Infra활용

기술

고문

GERI

부품

개발

_{(위탁기관)}

위덕대

㈜디알젬

판매

 국내 System업체  산/학/연 Network 활용  Big Maker와 OEM/ODM  日本기술고문 채용  Neck 기술 해결  기술 정보 제공 * GERI : 구미전자정보기술원 2) 기술 Sourcing

4. 제품 및 기술개발

5. 제품 및 기술개발

제품

Concept

품질

가격

납기

자사의 판매 경쟁력은 차별화된 소음품질과 경쟁력 있는 가격, 그리고 제품의 적기 공급을 통한 고객의 재고 부담 감소에 초점을 맞추었음. 3) 판매 경쟁력

구분 경쟁사 자사

개선

Concept -

• Bearing부의 회전에 의해 발생하는 소음이 외부로 나오는 틈을 최소화 • Outer Spacer 적용을 통한Bearing 충격 감소 구조 소음 평가 결과 1) 차별화 기술 (소음 개선) 틈새(5.3) 틈새(0.3) Out Spacer 개선 구조 및 검증 결과 Peak 57dB Peak 51dB 위탁기관 진행 중인 X선관의 구동 중 Bearing부 온도에 따른 열팽창량 결과를 바탕으로,

Bearing Ball과 Racer 간의 틈새 최적화 설계로 소음 추가 개선 예정임. 추가 개선 계획 열팽창 後 1차 소음 개선 구조 적용으로 경쟁사 대비 동등 이상의 소음 특성을 구현하였고, 향후 열 해석 Program 접목을 통해 추가 소음 개선 예정임.

6. 자사 역량

2) 차별화 기술 (선예도 향상)

설계 Program 소개 최적화 설계 결과

Sample 검증 결과 • 설계 Program 내역

- CRT 전자총 설계용 Simulation인 EBS (Electron Beam Software) - 전기장, 자기장 해석 가능 [Focal Spot 길이 방향] [Focal Spot 폭 방향] [X선관 Simulation 해석 결과] [Focusing Cup 설계 인자] • 설계 목표 : 선예도 향상을 위해 Focal Spot Size 최소화 필요 구분 F/C 폭 F/C 깊 이 Filament 위치 (f) Filamen t 방향 a A d D Large 수평 17.6 17.6 2.0 4.5 3.0 수직 2.8 5.5 Small 수평 11.6 11.6 2.0 4.5 3.0 수직 1.6 4.8 [Simulation 설계 치수] Filament 목표 경쟁사 (도시바) 검증 결과 1차 년도 2차 년도 Large 2.3 2.0 2.0 2.0 Small 1.2 1.0 1.0 1.0 (단위 : ㎜) ※ 한국산업기술시험원(KTL) 평가 결과 (단위 : ㎜) Sample 평가 결과, 경쟁사와 동등 수준의 특성 구현함.

CRT용 Simulation Tool을 활용하여 선예도 향상이 가능한 Focusing Cup에 대한 최적화 설계 완료 및 품질 목표 달성함.

3) 열 해석 Program 구축 온도해석모델 Target 열원 처리 진행 현황 성과 활용 - Baking작업에 대한 온도 해석 완료 - Baking 공정에서의 Bearing Ball의 Pb Coating 용융이 발생하지 않는 Baking 온도 조건 설정 -Bearing의 Pb Coating 용융 대비한 Bearing부 열 차폐 Idea 검증 - X선관의 구동 시, 각 부품의 과도 상태 온도 예측 - X선관 구동 시, 소음 개선을 위한 Bearing Ball과 Inner/ Outer Race간 틈새 설계 - 공정 조건 최적화 활용 . Target Aging 공정 조건 . X선관 조사 검사 조건, 등 • X선관의 주요 부품 모델링 완료 - Rotor Ass’y - Cathode Ass’y - Glass Bulb Ass’y

• 각 부품에 대한 열복사, 전도 감안한 계수 설정 • 실제 X선관의 Target은 구동 시, 전자빔이 회전하는 Target의 일정 부분을 충돌 • 온도 해석 시, 회전 고려 어려워 충돌 면적 감안해 원형의 전자빔 충돌부로 대체함. 대학에 위탁하여 개발한 열 해석Program을 통하여 작업공정 및 X선관의 구동 시각 부품에 전달되는 온도를 분석하여 부품설계 및 공정설계에 활용함.

6. 자사 역량

4) 공정 System 구축 개발을 위한 공정System개발은 독자 기술력으로 1단계 국비를 통하여 구축 완료 하였음.

Target가열기 베기/Baking Target Aging 내전압/Seasoning

부품 탈가스 처리

조립 및

Sealing 배기/Baking Aging

Knocking 및 Seasoning 절연유 주입 출하 검사 • Target 가열기 -진공 중 1600℃ Target 가열 탈가스 처리 • 부품 열처리기 -수소 1000℃ 탈가스/어닐링 • 조립 용접기 -Laser용접 -저항용접 -Ar용접 • Sealing기 -Glass 접합 공정 • 배기 System - Torr 이상 진공 생성 • Baking System -배기 중 X선관 탈가스 처리 8 10 • Aging -Target 탈가스 -Filament탈가스 처리 • Getter Flashing 및 Tip-off • Seasoning기 -X선관 Aging • Knocking -Seasoning기 활용 -고전압 이용해 X선관 내 이물 제거 • 절연유 주입 -Housing 내에 방전 방지 위해 Oil 주입 -진공 주입 방식 채택 • 최종 검사기 • 소음 검사기 • Focal Spot 및 누설선량 측정기 ⇒ 개발 진행 중 절연유 주입 봉지/Sealing

6. 자사 역량

5) 내장 부품 개발

Press품 (4종)

• 금형 투자비/품질 고려한 자사 협력 회사 활용 개발

• 개발 품목

- Cathode Fixing Table - Cathode Supporter - Clamp - Sleeve

가공물 (7종)

• 단가/품질 고려한 자사 협력 회사 활용

• 개발 품목

- Focusing Cup - Bearing Shaft - Bearing Housing - Spacer

- Outer Spacer A/B - Terminal

Filament • 자사 협력 회사 활용 개발 (코리아텅스텐) • 개발 내역 - 텅스텐 Wire를 Winding하여 열전자를 발생시키는 Cathode부 핵심 부품임. - Filament 전압 및 관전류 특성 만족을 위하여 실험을 통해 Filament 최적 냉저항 값을 설정 / 관리함. 기타 • Getter : 사이즈 게터스 (자사 협력 회사 활용) • Ni Wire : 표준품 구매 • Ni Tab : 풍산 금속 Hermetic • 경북 구미 소재 전문 업체 개발 완료 (세라씰) • 개발 내용

- Filament 전압 인가 부분과 Focusing Cup 전압 인가

부분 간의 절연을 위한 결정화 Glass 적용

- CRT 전자총 기술 활용

[Large Filament] [Small Filament]

(구)LG PHILIPS Displays의 협력업체 및 각 부문별 국내전문업체를 발굴 하여 양산화 개발 실현함.

6) 이종접합 기술 개발

제품 개요

• 고속 회전을 위한 Mo, Fe, Cu가 접합된 진공 및 고온 대응 부품으로 타 금속간 접합기술인 Brazing 기술 적용 • 우주항공 부품 제작 업체인 ㈜비츠로테크와 자사의 CRT Mask Ass’y 기술을 활용 공정 Process 개발 품질 관리 • CTQ 항목인 Mo Shaft의 Run-out 관리를 위해 제작 업체와 사용업체의 검사 Jig 통일화 관리 - Mo Shaft - Fe Shaft - Cu Shaft 단품가공 및 열처리 Brazing 후가공 용사/열처리 출하검사 및 포장 - Run-out - 주요 치수 - 외관 제품 개요 • 전자빔 충돌로 X선을 형성하는 부품으로 W-Re과 TZM이 접합된 2,000℃ 이상의 초고온 및 진공 대응 • 이종금속간 접합 전문 업체인 ㈜비츠로테크 통해 개발 • 제품의 회전 시 Balancing 작업 필요 현 문제점 대응 방안 •접합력 향상을 위해 성형 시 Binder 물질 적용 Powder 혼합 1, 2차 성형 소결 1차 소결 2차 후가공 밸런싱 • 성형 및 소결 진행 결과, W-Re과 TZM 간의 접합부가 쉽게 분리됨. (접합력 강화 필요) [소결 후] W-Re TZM

Rotor Sub Ass’y Target

Rotor Sub Ass’y의 경우 브레이징 전문업체와의 Co-work을 통하여 성공적으로 국산화 개발 완료하였으나, Target은 중국산 Sourcing하여 사용함.

7) 검사 System 구축 제어 Program • 컴퓨터의 제어용 소프트웨어와 고전압 장치 사이의 통신프로토콜 중계 소프트웨어 개발 • 각 공정별 세부 파라미터 입력으로 공정 순서를 프로그래밍 가능 항 목 사 양 Output Rating 40kW

Line Power Range 380VAC, 8phase, 60Hz kV Range 40～150kV, 1kV step mA Range 10 to 500mA mAs Range 0.1 to 1,000mAs

• IEC 60601-2-7 국제규격 대비 현격히 높은 성능 구현 -재현성, 정확도, 선형성 모두 우수 • 개발 목표치 100% 달성 -정격/최대 출력, 내전압 제어

DRGEM의 Generator기술력을 바탕으로 Knocking 및 Seasoning검사, Focal Spot검사, 누설선량검사System을 개발 특성에 만족되도록 개발 완료함.

고전압 Knocking 및 Seasoning 검사 System Focal Spot 검사 System 누설선량 검사System

6. 자사 역량

8] 수명시험 System구축

* 측정 조건

- Generator : DRGEM Generator, DRGEM제공 수명 Program적용

- 인가조건 : 관전압 - 80kV, 관전류 - 200mA, 조사시간 - 100ms, 각shot간 cooling time - 20s, 선풍기 냉각. - 시료 : TSB(2011년 구입품) / MST #1, #2(2011년 11월, 12월 생산품) (평가 결과) (수명시험 System) (150,000 Shot Data)

6. 자사 역량

CRT의 수명시험 System원리를 접목하여 수명시험 System을 자체 개발 하여 재료,공정,부품 변경 時 Test에 활용함.

자사의 X-Ray Tube개발은 국책과제로 선정되어, CRT기술력을 바탕으로 제품을 개발하고 생산 할 수 있는 기본System을 완벽하게 갖추고 있음. 9) 자사 역량 종합 Aging Focal Spot 설계 _열해석 Simulation Target 탈 Gas Focal Spot 검사System 수명 시험 System Knocking & Seasoning SEALING 절연유주입

6. 자사 역량

7. 판매 제품

자사는 국내 소요량이 가장 많은 Rotation X-Ray Tube를 개발하여 자사의 영업망을 통하여 7개월의 Test를 거쳐 2012.6월~ 양산 판매 중임. 제품 사양 • 관전압(max) : 125 kV • 관전류(max) : 570 mA • Focal Spot : L(2.0), S(1.0) • 양극입력Power : L(47㎾) S(22.5㎾) • 양극 열용량 : 100kJ (140kHU)

의료용 X-Ray Tube는 품질이 검증된 아날로그용 X-Ray Tube 기술력을 바탕 으로 수익성 높은 CT개발까지 사업 영역 확대 지향 ‘12 ‘13 ‘14 ‘15 ‘16 ‘10 ‘11 회전형: R1 아날로그용) CT용 생산/판매 R1 C-DR용(2모델) 생산/판매 DR용(1모델) 생산/판매 R2,R3 R4 아날로그용(1모델) 생산/판매 F :치과용,산업용 개발 판매 회전형:R4 (DR용) 회전형:R2,R3 (C-DR용) C : CT용 F C 고정형(치과,산업용)생산/판매 혁신형 X선관 제품개발 (고 선량, 고 선예도)

8. 향후 개발 Road Map

의료용

국내 해외

Market Share 국내 90%, Global 5% 달성

잘 팔리는 제품

국내 의료장비 업체와 직거래 (14개 업체) - 디알젬, 코메드, MIS 동강의료기, MEDIEN 등 DRGEM 해외 영업망 이용 1단계 2단계 산/학/연 Network 활용 및 Big Maker OEM/ODM

CRT기술을 기반으로 하는 제품 차별화 및 DRGEM의 해외영업망을 이용한 제품, 부품판매 및 Big Maker와의 OEM/ODM을 통하여 년 500억 이상 매출 달성을 목표로 함. 의료장비업체와 Co-work 제품 차별화 • 품질 / Cost / 납기 차별화 제품 개발 ⇒ 장비 Matching, 판로 확보 의료장비업체 (DRGEM 등) ⇒ QCD 확보된 제품 개발

유첨 1. 기술 Consulting 계약

계약 내용 기술 자문 방법 • 업체 명 : ㈜JASP (일본) • 계약 기간 : 2012.6.01 ∼ 2013.04.30 • 본 계약 기간 만기 시점에 계약 연장 관련 협의 예정. • 주기적인(월 2회) 메일로 질문서를 작성하여 질의 및 응답 형태로 진행 • 상호 직접 Meeting은 계약기간 내에 2회 실시함. (자사 방문 1회 포함) • 기술 Consulting 내역과 선도 기업 관련 정보 조사에 대한 매월 진행 경과 보고서 제출 전문가 프로필 • 기술 전문가 명 : Ichiro Inamura (1940∼ ) • 1963년 : 오사카대학교 물리학과 졸업 • 1963∼2002년 : 일본 H사 근무 일본 전문가를 통한 기술 Consulting으로 공정 조건 최적화와 부품 처리 관련기술을 확보함. -메일 질의/응답: 2회/월 - 일본 방문 : 1회 - 자사 방문 : 1회 (’12.04.01∼03) X선관 장치 전문 생산업체인 일본의 H사 기술전문가를 활용하여 자사의 공정 조건 및 부품 처리 관련 기술을 확보 하였으며, 개발 기간 단축에 많은 기여를 하였음.

 디알젬의 전세계 60개국 100여 개 Dealer 및 Distributor 활용  디알젬의 제너레이터와 장비에 개발한 튜브를 장착하여 판매