• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.91-91
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• 2011

본 개발에서는 초고속 복합 분자펌프 구동을 위한 디지털 구동장치를 설계 하였다. 초고속 모터구동을 위한 핵심제어 보드 설계 및 모듈을 설계하여 기본성능을 평가하였다. 또한 초고속 전동기 운전시 급가속 성능을 향상 하기 위해 홀센서에 의한 위치측정 오차를 최소화하는 관측기를 설계하여 모터제어기를 설계하여 고속회전 시험을 하였다. AMB 구동을 위한 전류제어기를 제작하여 성능시험을 하였다. AMB 구동을 위한 와전류식 변위센서 구동부를 설계 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.121.1-121.1
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• 2016

RAON은 우라늄과 같은 무거운 이온을 가속시키는 한국형 중이온 가속기로서 현재 양산에 필요한 실험 시설이 구축되고 있다. 이온원을 생성하고 생성된 중이온 빔을 손실 없이 가속시키기 위해서는 빔의 경로인 입사기장치, 가속장치, 실험장치에서 요구하는 최적의 진공 설계가 이루어져야 하며, 이를 제어하기 위해 진공 기기들과의 데이터 통신 및 기기를 보호하기 위한 인터록 로직을 구성하여야 한다. RAON의 진공부 인터록 로직 및 제어 시퀀스는 Programmable Logic Controller (PLC)으로 구성되며, Experimental Physics and Industrial Control System (EPICS) 환경에 통합되어 중앙 제어 시스템에서 관리됨과 동시에 Control System Studio (CSS)를 통해 모니터링 될 것이다. 이를 위해서는 CSS 및 PLC 와 데이터를 송수신할 수 있는 EPICS IOC를 구성하여야 한다. 본 문서에서는 진공 기기들의 정보를 로컬 PLC에서 수집하고, 진공 상태 및 진공 기기들의 작동을 위한 User Interface (UI) 및 EPICS IOC를 구성하는 방법에 대해 논의할 것이다. 진공부 제어 사전 테스트를 위해 프로토 타입 진공 제어 시스템을 구성하였으며, 이를 바탕으로 추후 최적화 된 RAON의 진공 제어 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.324-324
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• 2010

포항가속기연구소에서는 성능향상사업(PLS-II)를 수행하고 있다. 전자빔의 에너지는 2.5에서 3 GeV로, 빔전류는 200 mA에서 400 mA로 증가되는 반면 빔에미턴스는 약 1/3로 줄어든다. 저장링 진공시스템은 저장된 전자가 충분한 시간동안 저장되도록 $10^{-9}\;Torr$ 대의 진공도를 가져야한다. 빔에너지와 전류가 늘어나기 때문에 기체부하도 약 4배 상승하므로 적절한 배기 시스템을 가지도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 진공시스템의 기본설계 방향과 빔안정을 확보하는 중요 파라메터들에 대하여 논의하며 기체부하, 배기계통, 진공용기 배치, 열차단장치의 배치등에 대하여 보고한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.89-89
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• 2011

반도체 공정 등에서 $10^{-6}{\sim}10^{-8}$ mbar의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화 되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2,500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 25,000 rpm 까지의 기본 성능시험을 수행하였으며, 발열 특성의 개선을 위한 비선형 제어기의 설계 사례에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.145.2-145.2
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• 2014

최근 반도체 산업의 급속한 발전으로 반도체 생산 설비 시설 또한 꾸준히 증설되어가는 추세이다. 이에 따라 반도체 산업의 핵심기술로 부각되고 있는 진공 기술은 다양한 응용목적을 위한 진공시스템 설계와 운영을 필요로 한다. 진공시스템의 알맞은 설계는 시스템 구성에 따른 진공특성을 예측하는 것이 중요하며 목적에 부합한 진공펌프를 선택하고 운영하여 최소비용으로 시스템 활용효율성을 극대화할 수 있는 설계를 해야 한다. 또한 공정의 저전력, 대유량화 추세에 따라 고유량 영역의 드라이펌프 부하 내구성 대응 요구에 부응하는 객관적 내구성평가의 정립 및 표준 측정 시험평가 방법의 필요성이 점차 대두되고 있는 경향에 있다. 본 연구에서는 드라이펌프의 공정현장 적응능력 평가를 위하여 최소 1시간에서 3시간동안 압력별 가스부하에 따른 드라이펌프의 실시간 특성을 관찰하였다. 실험은 1 mbar에서 최대 300 mbar까지의 연속적인 부하 조건에서 유량, 진동, 소음, 소비전력과 Sudden Vent Test를 실시간으로 측정하였고 드라이펌프의 특성 분석은 각 용량별 압력에 따른 유량, DP BP 소비전력, 소음, 진동, DP Body Temperature 등의 데이터를 Type에 따라 비교 분석하였다. 이에 부응하는 평가 장치 구축 및 데이터분석은 한국표준과학연구원 진공펌프 평가실험실에서 수행되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.92-92
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• 2011

지식경제부의 청정제조기반 산업원천개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 추진된 연구결과를 소개한다. 국내 초고진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 기본적인 초석 확립은 현존하는 모든 진공 발생 장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 크라이오펌프 및 복합분자펌프의 최종 상용화 단계에 진입하기 위한 목적으로 핵심부품의 진공, 기계적 특성평가, 운전상태 및 진공특성평가, 신뢰성 확보/공정대응성 평가를 위한 관련 기술 및 장치가 개발되었으며, 시작품 단계의 기 개발품을 평가 진단하는 사업 추진단계에 진입하고 있다. 현재 구축되고 있는 저진공/고진공펌프의 성능평가장치의 개요를 소개하면서 향후 크라이오 펌프 및 터보분자펌프의 개발 및 상용화 단계에서 필요한 국제적 규격 및 내부적 가이드라인을 기 수행되고 있는 측정 데이터베이스에 근거하여 제시하고자 한다. 또한 향후 2년간의 최종 상용화에 필요한 국제 신뢰성, 공정대응성 확보 등 핵심사업 추진내용 및 infra 구축의 상세설계 로드맵 초안을 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.113-113
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• 2013

최근 반도체 산업의 급속한 발전과 더불어 핵심기술로 부각되고 있는 진공 기술은 다양한 응용목적을 위한 진공시스템 설계와 운영을 필요로 한다. 이는 진공에 대한 기초지식과 이해가 요구되며, 설계제작 및 운영은 많은 시간과 큰 비용이 요구된다. 따라서 응용 진공시스템 제작에는 구성에 따른 시스템 진공특성을 예측하는 것이 중요하며 목적에 부합한 진공펌프를 선택하고 운영하여 최소비용으로 시스템 활용효율성을 극대화할 수 있는 설계를 해야 한다. 현재 반도체 및 디스플레이 공정의 저전력, 대유량화 추세에 따라 최대 3,000 m3/h급의 드라이펌프가 여러 공정에서 적용되고 있는 추세이다. 이에 대응한 고유량 영역의 드라이펌프 부하 내구성 대응 요구에 부응하는 객관적 내구성평가의 정립 및 표준 측정 시험평가 방법의 필요성이 점차 대두되고 있는 경향에 있다. 이러한 현실적인 요구 조건에 필요한 기본적인 평가로 압력대별 드라이펌프의 적응능력을 실시간 측정하였다. 실험 조건으로는 각 드라이펌프 용량별 N2 가스를 1 시간에서 3 시간동안 1 mbar에서 최대 300 mbar까지 연속적인 부하 조건에서의 유량, 진동, 소음, 소비전력 등을 실시간으로 측정하였다. 이에 부응하는 평가장치 구축 및 시험분석은 한국표준과학연구원 진공펌프 평가실험실에서 수행되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.98-98
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• 2012

최고진공도 10-10 mbar, 배기속도 2500 L/s를 구현할 대용량 복합 분자펌프(TMP) 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법이나 Continuum fluid에 대한 Navier-Stokes 해석보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 해석 방법의 타당성을 확인하기 위해 동일한 형상에 대해 Navier-Stokes 해석과 DSMC 해석을 병행하였다. 각각의 수치적 해석에서 공통적으로, TMP의 성능에 지배적인 영향을 미치는 설계변수는 rotor-stator의 날개각임이 확인되었고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 2008.06a
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• pp.69-73
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• 2008

본 연구에서는 고분자 플라스틱 부품의 친환경 외장성형공법인 Insert Film 사출성형공법중 첫 번째 공정인 진공성형공정에서 진공금형의 표면온도 균일화 기술에 대해 연구를 수행하였다. 진공금형의 온도분포 균일화를 위한 금형설계 및 설계된 금형에 대한 온도분포 평가를 위한 ANSYS를 이용한 유한요소열해석을 수행하였으며, 이때 정상상태 및 과도상태를 함께 평가하였다. 설계 결과를 바탕으로 금형을 제작하였으며, 생산성을 고려하여 4캐비티로 제작된 금형에 대해 금형표면의 온도분포 평가실험을 수행하였다. 또한 금형내 캐비티 온도센서 및 제어시스템을 설치하여 진공금형표면 온도분포가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 금형시스템을 개발하였다. 결과적으로 일정한 온도범위의 금형표면온도제어가 가능하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.22-22
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• 2010

배기속도 2500 L/s, 최고진공도 $10^{-10}$ mbar를 구현할 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 $10^{-5}$ mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 $10^2{\sim}10^7$에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합하게 된다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 먼저 2차원 해석을 실시하여 분자펌프의 성능에 중요한 영향을 미치는 설계변수들을 도출하고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.