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CO와 H₂ 혼합기체에 대한 Quadrupole Mass Spectrometer의 감도 특성
신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.3
Quadrupole mass spectrometer는 부분압 측정 및 잔류기체 분석에 널리 이용되고 있는 장비이다. CO, H₂ Ar이 혼합되어 존재할 때 quadrupole mass spectrometer의 감도를 10^(-4)~10^(-8)torr 영역에서 측정하고 단일기체로 존재할 때의 감도와 비교하였다. 그 결과 일정한 부분압을 유지하고 있는 경우라도, 주위 분위기 기체 종류와 분위기 기체 압력에 따라 감도 변화가 심한 것을 알 수 있었다. 따라서 QMS를 부분압 측정이나 조성분석에 이용하기 위해서는 이에 대한 특성조사가 반드시 필요하다. Quadrupole mass spectrometer is a widely used instrument for partial pressure measurement and residual gas analysis. Sensitivities of QMS has been investigated over the pressure range of 10^(-4)~10^(-8)torr for CO, H₂ Ar and their mixed gases. The dependence of the signal developed from a constant partial pressure trace gas as a function of the pressure of matrix gas was studied. The results demonstrated that sensitivities 6f CO, H₂ were greatly influenced by matrix gas species and pressure. Thus for all the quantitive applications, it is necessary to characterize quadrupole mass spectrometer carefully.
Quadrupole Mass Spectrometer의 기체별 감도 특성
신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),이철로(C. R. Lee),임재영(J. Y. Leem),박재홍(J. H. Park),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.1
부분압 분석 장비의 감도 측정 시스템을 설계 제작하였다. 이 시스템을 이용하여 부분압측정기기로 많이 쓰이는 Quadrupole Mass Spectrometer의 N₂, O₂, Ar, CO, H₂에 대한 감도를 10^(-4)~10^(-8)torr 영역에서 측정하여 감도의 압력 의존성을 보고 검출 방식, Emission current, Secondary Electron Multiplier 전압 등이 감도에 미치는 영향도 측정하였다. 실험 결과 기체 종류에 따라서는 물론 사용조건에 따라서도 감도의 절대값 변화 및 압력 의존성 변화가 아주 심한 것을 알 수 있었다. 따라서 Quardrupole Mass Spectrometer를 정량적인 측정에 이용하기 위해서는 이에 대한 감도 측정 및 특성조사가 반드시 선행되어야 한다. The calibration system for partial pressure analyzer was designed and set up. Using this system, the linearity of two commercial Quardrupole Mass Spectrometer and the influence of operating parameter (emission current, detection mode, SEM voltage) on the sensitivity has been investigated over the pressure range of 10^(-4)~10^(-8) torr for N₂, O₂, Ar, CO and H₂ gases. Sensitivities of Quadrupole mass spectrometers were greatly influenced not only by gas species but also by operating parameters. Thus for all the quantitive applications, it is necessary to characterize and calibrate quadrupole mass spectrometer carefully.
CRT 부품용 탈가스 및 Thermal Desorption 측정장치 개발
신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),문성주(S. J. Moon),서일환(I. H. Suh),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.4
CRT부품 탈가스(outgassing)를 온도를 변화시켜가며 측정할 수 있고 시료의 열탈착 특성을 측정할 수 있는 TDS(Thermal Desorption Spectroscopy) 측정 장치를 설계 제작하였다. 제작된 시스템은 유효 배기 속도를 조절할 수 있는 진공 장치와 시료의 온도조절 장치, 탈가스 측정 장치로 구성되어 있다. 제작된 시스템의 최저 도달 진공도는 1×10^(-7) Pa 이하였고 가변 콘덕탄스(conductance)를 채택하여 유효 배기 속도를 조절 할 수 있도록 제작되었다. 가변 콘덕탄스 조절에 따른 시료위치에서의 유효 배기 속도 변화를 측정하였다. 텅스텐 히터와 온도조절기를 이용하여 시료의 온도는 600℃까지 ±1℃ 이내 오차로 조절 할 수 있었으며 온도 상승률도 조절할 수 있었다. 측정계기로 사용한 이온 진공계(ion gauge)와 사중극 질량분석기(quadrupole mass spectrometer)의 감도를 측정하여 정량적인 측정을 할 수 있도록 하였다. 제작된 시스템을 이용하여 CRT 공정에서의 부품별 온도별 측정 예와 공정분석에의 적용 예를 보였다. TDS (Thermal Desorption Spectroscopy)system, for diagnosis of CRT manufacturing process, was designed and constructed. Outgassings and thermal desorptions from the part or materials of CRT can be measured and analysed with this system at various temperatures. The system is consisted of 3 parts, vacuum chamber and pumping system with variable conductance, sample heating stages & their controller, and outgassing measurement devices, like as ion gauge or quadrupole mass spectrometer. The ultimate pressure of the system was under 1×10^(-7) Pa. With the variable conductance system, the effective pumping speed of the chamber could be controlled from sub l/s to 100 l/s. The effective pumping speed values were determined by dynamic flow measurement principle. The temperatures and ramp rate of sample were controlled by tungsten heater and PID controller up to 600℃ within ±1℃ difference to setting value. Ion gauge & QMS were calibrated for quantitative measurements. Some examples of TDS measurement data and application on the CRT process analysis were shown.