• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.247-254
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• 2000

The base pressure of vacuum vessel of the KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) Tokamak is to be a ultra high vacuum, $10^{-6}{\sim}10^{-7}Pa$, to produce clean plasma with low impurity containments. For this purpose, the KSTAR vacuum vessel and plasma facing components need to be baked up to at least $250^{\circ}C,\;350^{\circ}C$ respectively, within 24 hours by hot nitrogen gas from a separate baking/cooling line system to remove impurities from the plasma-material interaction surfaces before plasma operation. Here by applying the implicit numerical method to the heat balance equations of the system, overall temperature distributions of the KSTAR vacuum vessel and plasma facing components are obtained during the whole baking process. The model for 2-dimensional baking analysis are segmented into 9 imaginary sectors corresponding to each plasma facing component and has up-down symmetry. Under the resulting combined loads including dead weight, baking gas pressure, vacuum pressure and thermal loads, thermal stresses in the vacuum vessel during bakeout are calculated by using the ANSYS code. It is found that the vacuum vessel and its supports are structurally rigid based on the thermal stress analyses.

• 한국진공학회지
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• 제8권4A호
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• pp.397-402
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• 1999

The base pressure of the vacuum vessel of KSTAR tokamak is to be ultra high vacuum, $10^{-6}\sim10^{-7}Pa$, to produce a clean plasma with low impurity concentrations. For this purpose, vessel and plasma facing components need to be baked up to $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ respectively to remove impurities from the plasma-material interaction surfaces. Here the required heating power to be supplied for baking has been calculated according to pre-assumed different temperature profiles (baking scenario and proper baking plan for KSTAR tokamak has been proposed. Mass flow rate and temperature of nitrogen gas for baking has also been calculated.

• 한국진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.298-302
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• 2001

초청정을 요구하는 진공용기의 내벽세정을 위한 RF 및 DC 방전세정장치를 제작하여 여러 가지 방전조건에 따라 세정효과를 조사하였다. Baking없이 방전세정만을 수행하였을 때는 baking만 진행했을 때와 비슷한 세정효과를 나타내었으며 세정후의 탈기체율은 반으로 줄어들었다. Baking과 방전세정을 동시에 진행하면 세정효과가 매우 증대되어 세정후의 탈기체율이 1/20으로 감소하였다. Baking과 방전세정을 동시에 수행 시 여러 방전조건에 따른 세정효과를 조사하였는데 이온이 진공용기 내벽에 부딪히며 세정을 할 때 이온에너지와 이온밀도가 중요한 역할을 하는 것으로 보였다. 진공용기를 세정함에 있어 RF방전세정이 DC 방전세정보다 효과적이라는 결과를 얻었다.

• 설비공학논문집
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• 제27권3호
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• pp.158-168
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• 2015

To create an ultra-high vacuum state at the KSTAR, the temperature of plasma facing component and vacuum vessel should be maintained at $300^{\circ}C$ and $110^{\circ}C$ respectively at a baking phase. The purpose of this research is obtaining the target baking temperatures. Experiments were performed to investigate the temperature characteristics of PFC and VV at the baking phase. Thermal network analysis was used to find heat transfer rates among PFC, VV and other components, and this analysis was verified by using the experimental data. The required heating energy of the PFC and the heating and cooling energy of the VV for the target baking temperatures were found to be 346 kW, 28 kW, and 136 kW, respectively.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.57-65
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• 2003

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 진공 패키징된 MEMS자이로스코프 소자의 신뢰성 시험 및 분석을 통하여 웨이퍼 레벨 진공 패키징의 파괴 메카니즘을 연구하였다. 진공 패키징의 주된 파괴 모드는 누설, 가스투과, 그리고 outgassing이다. 누설은 접합 계면이나 재질의 결함을 통하여 주로 발생되며, 접합폭을 증가시키거나 단결정 실리콘을 사용하면 누설이 감소한다. Outgassing은 실리콘 및 유리기판의 표면 및 내부에서 발생하며 주로 $H_2O$와, $CO_2$, $C_3H_5$ 및 유기 오염물질이었다. Epi-poly의 경우 SOI 웨이퍼보다 약 10배의 outgassing을 발생시킨다. 또한 유리기판을 샌드블라스트 공정을 사용하여 가공한 경우, 약 2.5배의 outgassing 양이 증가한다. Outgassing 제거를 위해서는 접합 전에 웨이퍼를 pre-baking하는 과정이 필수적이며, outgassing의 발생을 최대로 하기 위한 최적의 pre-baking조건은 실리콘과 유리 웨이퍼를 $400^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$ 사이에서 pre-baking하는 것이다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권6호
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• pp.309-316
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• 2014

A large particle accelerator requires an ultrahigh vacuum (UHV) system of average pressure under $1{\times}10^{-7}$ Pa for mitigating the impact of beam scattering from the residual gas molecules. The surface inside the beam ducts should be controlled with an extremely low thermal outgassing rate under $1{\times}10^{-9}Pa{\cdot}m^3/(s{\cdot}m^2)$ for the sake of the insufficient pumping speed. To fulfil the requirements, the aluminum alloys were adopted as the materials of the beam ducts for large accelerator that thanks to the good features of higher thermal conductivity, non-radioactivity, non-magnetism, precise machining capability, et al. To put the aluminum into the large accelerator vacuum systems, several key technologies have been developed will be introduced. The concepts contain the precise computer numerical control (CNC) machining process for the large aluminum ducts and parts in pure alcohol and in an oil-free environment, surface cleaning with ozonized water, stringent welding process control manually or automatically to form a large sector of aluminum ducts, ex-situ baking process to reach UHV and sealed for transportation and installation, UHV pumping with the sputtering ion pumps and the non-evaporable getters (NEG), et al. The developed UHV technologies have been applied to the 3 GeV Taiwan Photon Source (TPS) and revealed good results as the expectation. The problems of leakage encountered during the assembling were most associated with the vacuum baking which result in the consequent trouble shootings and more times of baking. Then the installation of the well-sealed UHV systems is recommended.

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.9-15
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• 2001

질량분석기가 장착된 초고진공챔버를 사용하여 미소체적을 갖는 평판표시소자용 패널내부에 존재하는 잔류가스의 전체압력과 분압을 성공적으로 측정하였다. 패널내부의 전체압력은 $10^{-6}$Torr범위로 측정되었으며, 전체압력의 증가에 크게 기여하는 가스분압은 아르곤, 메탄 및 헬륨 분압들이었다. 패널의 진공패키징을 위한 배기공정시 가열온도는 고진공패키징에 있어서 매우 중요하며, 가열배기 온도가 높을수록 전체압력과 메탄분압은 감소하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.40-40
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• 1999

가속기나 토카막과 같은 거대한 진공 장치의 용기 내벽을 청정화 하기 위해서는 용기 전체의 열처리(굽기, Baking)와 글로우 방전(Glow discharge) 법을 병행하여 사용한다. Baking은 일반 기체(N2, O2, 그리고 CO2)와 물(H2O)의 탈착에 효과적이고, Glow discharge cleaning은 탄소(Carbon-based)와 산소(Oxygen-based) 화합물의 탈착에 효과적이다. 특히 Glow discharge cleaning의 경우에는 전극의 모양, 진공 용기의 재질과 모양, 전극간의 거리, 사용되는 반응 기체의 압력 등에 따라 그 효과에 큰 차이가 있으므로 다각적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 그림 1과 같이 시험용 스테인레스(AISI 304와 AISI 316LN) 진공 용기를 설치하고, 시험 용기의 한쪽은 배기 용기와 oriffice로, 다른 편은 불순물의 정성.정량 분석을 위해 RGA(Residual gas analyser) 용기와 oriffice로 연결하였다. 전체 시스템 중에서 배기 부분과 분석 부분은 15$0^{\circ}C$에서 24시간 가열하여 전체의 기저 진공도를 1$\times$10-8Torr로 하였다. 기저 진공도의 용기에 고순도의 반응기체 (He, Ar, Ar+He, Ar+H2, Ar+N2 등)를 주입한후, DC 전압(0.8~1.5kV)을 변화하며 글로우 방전의 최적조건을 찾았다. 방전 동안 시험용 용기에서 방출되는 반응 기체 이외의 기체를 RGA로 측정하였고 외부에 Thermocouple을 여러곳에 장착하여 온도 변화를 측정하였다. 이상의 결과로부터 진공 용기 표면적으로부터의 불순물 탈착(desorption)과 불순물 분석, 플라즈마와 내벽의 상호작용등에 대한 결론을 얻을 수 있었다. 또한 Baking과 Glow discharge cleaning을 동시에 수행하여 Baking 온도의 낮춤에 따른 영향 평가도 수행하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권2호
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• pp.130-137
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• 1994

Indium, element of group III, was refined by using zone refining for high purity refinement. We have found the impurities of T1, Zn, Fe, Cd, Pb, Ni, Cu, Sn in the refined indium with ICP-AES, so that 3.9 weight ppm of T1 was reduced to less than 1 ppm, 1.0 weight ppm of Zn was reduced to 0.7 ppm, 2.8 weight ppm of Cd was reduced to 2.5 ppm and 14.0 weight ppm of Sn was reduced to 6.7 ppm with 5 melten zone passes only. 3.9 weight ppm of T1 was reduced to less than 1 ppm, 1.0 weight ppm of Zn was reduced to 0.3 ppm, 2.8 weight ppm of Cd was reduced to less than 1.0 ppm and 14.0 weight ppm of Sn was reduced to 0.4 ppm after vacuum baking with 5 melten zone passes. The surface morpholgy of metal Indium thin film in each conditions showed that porosities were reduced in the front of sampled ingot after vacuum baking with 5 zone melten zone passes. The average electrical resistivity of Indium thin film was reduced from 1.4*10$^{-3}$ .ohm.-cm in Indium origin ingot to 7.9*10$^{-6}$ .ohm.-cm after zone refined with 5 melten zone passes.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1996년도 제11회 학술발표회 논문개요집
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• pp.68-68
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• 1996