• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.6
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• pp.411-417
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• 2009

The constant volume flow meter system (the chamber volume in the 22 L class) was developed to estimate the pumping speed of the dry pump used for the industry of the next generation semiconductor and display. In order to insure the validity of the system, The base pressure and the leak rate in the enclosed system were checked, which were the $6{\times}10^{-8}\;mbar$ and $1.5{\times}10^{-6}\;mbar-L/s$, respectively. Furthermore, it is also confirmed that the value of throughput limit in this system was as much as 1 order of magnitude lower than that in a previously developed system in the 875 L class. By using this developed system, the pumping speed of the new small dry pump was measured. It is believed that the new developed system can be alternating the expensive constant pressure flow meter system in the range of $1{\times}10^{-2}\;mbar-L/s{\sim}1{\times}10^{-3}\;mbar-L/s$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.258-258
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• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.38-39
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• 1995

최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.186-186
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• 2013

종래의 흑연 위주 연료전지 분리판 개발되어 최근 고분자 전해질 막 연료전지가 높은 전력, 낮은 배기 가스 배출, 낮은 작동 온도로 자동차 산업에서 상당한 주목을 받고 있다. 요구사항은 높은 전기 전도도, 높은 내식성, 낮은 가스 투과성, 낮은 무게, 쉬운 가공, 낮은 제조비용이다. Thin film Cr 장비로 저항가열 furnace, sputter 등이 사용된다. 연료전지 분리판의 고전도도, 내부식성 보호막의 고속 증착을 위한 새로운 증착원으로 스퍼터 - 승화형 소스의 가능성을 유도 결합 플라즈마에 금속 봉을 직류 바이어스 함으로써 시도하였다. 유도 결합 플라즈마를 이용하여 승화증착 시스템을 사용하여 OES (SQ-2000)와 QMS (CPM-300)를 사용하여 $N_2$ flow에 따른 유도 결합 플라즈마를 이용한 스퍼터-승화증착 시스템을 사용 하여도 균일한 공정을 하는 것을 확인 하였다. 5 mTorr의 Ar 유도 결합 플라즈마를 2.4 MHz, 500 W로 유지하면서 직류 바이어스 전력을 30 W (900 V, 0.02 A) 인가하고, $N_2$의 유량을 0.5, 1.0, 1.5 SCCM로 변화를 주어 특성을 분석하였다. MID (Multiple Ion Detection) mode에서 유도결합 플라즈마를 이용한 스퍼터-승화 증착 장비를 사용하여 CrN thin flim 성장시켰고, deposition rate은 44.8 nm/min으로 얻을 수 있었다. 또한 $N_2$의 유량이 증가할 수록 bias voltage가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. OES time acquisition을 이용한 공정 분석에서는 $N_2$ 유량을 off 하였을 때 Ar, Cr의 중성 intensity peak이 상승하였고, 시간 경과에 따라 sublimation에 의한 영향이 없는 것을 확인 할 수가 있었다. XRD data에서는 질소 유량이 증가함에 따라 $Cr_2N$이 감소하고, CrN이 증가하는 것을 확인할 수가 있었다. 결정배향성과 Morphology는 다결정 재료의 경도에 영향을 주는 인자이다. CrN 결정 구조의 경우는 (200)면이 경도가 제일 높은데 (200)면에서 성장한 것을 확인 할 수 있었다. 잔류가스 분석 결과로는 일정한 Ar의 유량을 흘렸을 때 $N_2$의 변화량이 비례적인 경향이 보이는 것을 확인 할수 있었다. 또한 $N_2$가 흐르면서도 유도 결합 플라즈마를 이용한 스퍼터-승화 증착 시스템을 사용하면 일정한 공정을 하는 것을 확인 할 수 있었다. 질소의 분압이 유량에 따라서 $3.0{\times}10^{-10}$ Torr에서 $1.65{\times}10^{-9} $Torr까지 일정한 비율로 증가한다. 즉, 이 시스템으로 양산장비 설계를 하여도 가능 하다는 것을 말해준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2017.10a
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• pp.512-513
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• 2017

In this paper, an automatic sowing system which arranges the seeds gathered using inhaling technique, on the upper part of cells in trays, is developed to improve the sowing efficiency. In the system, the seeds in inhaled into the vacuum drum, then the seeds are exhausted and arranged on the rotating tray, resulting in rapid sowing system. Also, the velocity control algorithm for the conveyor belt transporting tray is developed to compensate the velocity error generated while the belt is carrying the tray. The velocity control algorithm controls the pulses applying to the stepper motor rotating the drum.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.23 no.10
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• pp.103-112
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• 2006

This paper describes a theoretical analysis and experimental verification on the performances of a vacuum-compatible air bearing, which is designed with a cascaded exhaust scheme to minimize the air leakage in a vacuum environment. The design of the vacuum-compatible air bearing equipped with the differential exhaust system requires great care because several design parameters, such as the number of exhaust stages, diameter of exhaust tube, pumping speed of a vacuum pump, and bearing clearance greatly influence the air leakage and thus degree of vacuum. In this study, a performance analysis method was proposed to estimate the performances of the air bearing, such as load capacity, stiffness, and air leakage. Results indicate that the load capacity and stiffness of the air bearing was improved as its boundary pressure, which was determined by the $1^{st}$ exhaust method, was lowered, and the dominant factors on the chamber's degree of vacuum were the number of exhaust stages, exhaust tube diameter and bearing clearance. A vacuum chamber and air bearing stage using porous pad were fabricated to verify the theoretical analysis. The results demonstrate that chamber pressure up to an order of $10^{-3}$ Pa was achieved with the air bearing stage operating inside the chamber, and this analysis method was valid by comparing predicted values with experimental data, for the mass flow rates from the porous pad, and pressures at each exhaust port and chamber, respectively.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.3
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• pp.161-168
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• 2010

The ISO standard specifies the diameter of the gas introducing tube to be definitely 1/10 of the chamber inner diameter of the standard test dome which is used for evaluating the performance of vacuum pumps. Because the inner diameter of the test chamber should not be less than the intake diameter of the vacuum pump, the tube diameter would be even 100 mm if fitting to a very large vacuum pump. Though such a thick tube can be accommodated in a large test dome, it is worthful to investigate whether a thicker tube is helpful or adverse for making more accurate measurements. In this paper it is discussed if there is an optimum tube diameter by comparing the isotropicity of particles emanating from the tube and that of particles entering the orifice.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.05a
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• pp.590-593
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• 2003

Ozone is a strong and useful oxidizing gas for the fabrication of oxide thin films. In order to obtain high quality oxide thin films, higher ozone concentration is necessary. In this paper an ozone condensation system was evaluated from the viewpoint of an ozone supplier for oxide thin film growth. Crone was condensed by an adsorption method and the ozone concentration reached 8.5 mol% in 2.5 h after the beginning of the ozone condensation process, indicating high effectiveness of the condensation process. Ozone was continuously desorbed from the silica gel by the negative pressure. We found the decomposition in the ozone concentration negligible if the condensed ozone is transferred from the ozone condensation system to the film growth chamber within a few minutes.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.5
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• pp.388-396
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• 2007

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) current lead system (CLS) has a role to interconnect magnet power supply (MPS) in room temperature (300 K) and superconducting (SC) bus-line, electrically. For the first plasma experiments, it should be assembled 4 current leads (CL) on toroidal field (TF) current lead box (CLB) and 14 leads on poloidal field (PF) CLB. Two current leads, with the design currents 17.5 kA, and SC bus-lines are connected in parallel to supply 35 kA DC currents on TF magnet. Whereas, it could supply $20\;{\sim}\;26\;kA$ to each pairs of PF magnets during more than 350 s. At the cold terminals of the leads, there are joined SC bus-lines and it was constructed helium coolant control system, aside from main tokamak system, to protect heat flux through current leads and enhanced Joule heat due to supplied currents. Throughout the establishment processes, it was tested the high vacuum pumping, helium leak of the helium lines and hardwares mounted between the helium lines, flow controls for CL, and liquid nitrogen cool-down of possible parts (current leads, CL helium lines, and thermal shield helium lines for CLB), for the accomplishment of the required performances.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.3
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• pp.190-198
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• 2010

Asymmetric model for plasma uniformity by Ar and $CF_4$ was modeled by the antenna structure, the diameter of chamber, and the distance between source and substrate for the development of plasma equipment for 450 mm wafer. The aspect ratio of chamber was divided by diameter, distance from substrate, and pumping port area. And we found the condition with the optimized plasma uniformity by changing the antenna structure. The drift diffusion and quasi-neutrality for simplification were used, and the ion energy function was activated for the surface recombination and etching reaction. The uniformity of plasma density on substrate surface was improved by being far of the distance between substrate wall and chamber wall, and substrate and plasma source. And when the antenna of only 2 turns was used, the plasma uniformity can improve from 20~30% to 4.7%.