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홍승수,임종연,신용현,Hong, S.S.,Lim, J.Y.,Shin, Y.H. 한국진공학회 2011 Applied Science and Convergence Technology Vol.20 No.5
The Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) has three major vacuum systems: an ultrasonic interferometer manometer (UIM), a static volume expansion system (SVES), and an orifice-type dynamic expansion system (ODES). For each system explict measurement model equations with multiple variables are respectively given. According to ISO standards, all these system variables errors were used to calculate the expanded uncertainty (U). 한국표준과학연구원(Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS)에는 초음파간섭 수은주압력계(ultrasonic interferometer manometer, UIM), 정적형표준기(static volume expansion system, SVES), 오리피스형 정압표준기(orifice-type dynamic expansion system, ODES) 등 세 개의 주요한 국가 진공표준기가 있다. 이 장치들의 불확도 평가를 위해 각각 변수들의 측정 및 계산 모델을 개발하였다. 국제표준화기구(International Organization for Standardization, ISO) 지침에 따라 표준기들의 확장불확도(expanded uncertainty, U)를 계산하였다.
크라이오 펌프를 이용한 스테인레스 스틸 고진공용기 배기에서 2차 냉각판 온도와 용기 내부의 기체 부분압 관계
홍승수,임종연,신용현,정광화,Hong S. S.,Lim J. Y.,Shin Y. H.,Chung K. H.,Arakawa Ichiro 한국진공학회 2004 Applied Science and Convergence Technology Vol.13 No.4
Recently, the importance of clean vacuum and partial pressure measurement of gas species has been increased in the vaccum process. In this study, the partial pressures of $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O $, Ar/2, $N_2$(CO), Ar, $CO_2$ were measured by residual gas analyzer according to temperature of cryogenic pump which is used to clean vacuum generation and compared. The experimental results showed that the cryopanel temperature was reached to 12K after 72 minutes of pumping and after 25hours, the partial pressures in percent were 24.9 %, 6.6%, 5.5 %, 2.2 %, 3.8%, 30.7%, 6.5%, 6.1 %, 5.5%, 8.2% for $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O $, Ar/2, $N_2$, Ar, $CO_2$ respectively. The dominant gases were $H_2$ and $H_2O $, and the partial pressures were relatively high compare to other gases. 최근에는 진공공정에서 용기내의 청정도와 잔류기체의 부분압에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 청정진공 발생에 많이 사용되고 있는 크라이오 펌프의 냉각판 온도에 따른 $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O$, Ar/2, $N_2$(CO), Ar, $CO_2$의 부분압을 잔류기체분석기로 측정하여 비교하였다. 크라이오 펌프를 켜고 약 72분이 지났을 때 펌프의 냉각판 온도가 12K에 도달하였으며, 25시간이 경과하여 온도가 충분하게 낮아졌을 때 부분압은 $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O$, Ar/2, $N_2$, Ar, $CO_2$순으로 24.9%, 6.6%, 5.5%, 2.2%, 3.8%, 30.7%, 6.5%, 6.1%, 5.5 %, 8.2%로 $H_2$와 $H_2O $압력이 상대적으로 높은 것을 알 수 있었다.
홍승수,임인태,임종연,Hong, S.S.,Lim, I.T.,Lim, J.Y. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.1
밀폐된 소형부품의 내부압력을 측정하는 장치를 개발하였다. 개발된 장치에서 실험한 시료의 내부압력은 43.151 kPa이었고 국제표준화기구에서 권장한 방법에 따라 계산된 확장불확도는 741 Pa이었다. 본 연구결과로 지금까지는 전혀 측정이 불가능 했던 밀폐된 시료의 내부압력을 측정할 수 있게 되었다. The measurement device of internal pressures of small components sealed hermetically was developed. The internal pressure of a sample measured with this device was 43.151 kPa, and the expanded uncertainty ($\kappa$=2) was 741 Pa. The resultant measurement ability of internal pressures in small vacuum components, which had been almost impossible previously, shows the possibility of internal vacuum detection of hermetically sealed parts.
정적형 유량계를 이용한 소닉노즐 유출계수 교정 방법에 관한 연구
신진현,강상백,박경암,임종연,정완섭,Shin, J.H.,Kang, S.B.,Park, K.A.,Lim, J.Y.,Cheung, W.S. 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.4
진공용 기체 유동측정 표준기로 사용하고자 소닉노즐을 ISO 9300에서 제시한 사양에 맞추어 목직경 0.03 mm와 0.2 mm의 소닉 노즐을 제작하였다. 한국표준과학연구원에서 진공용 유량측정 장치로 개발된 정적형 유량계를 이용하여 제작된 2종의 소닉노즐의 유출계수를 확장불확도 3% 이내로 교정하였다. 교정된 소닉노즐의 유량 측정범위는 약 0.6~1,800 cc/min 범위를 갖는 것으로 나타났으며, 사용유동 조건에 해당되는 레이놀드 수(Reynolds number) 범위는 26~12,100으로 확인되었다. 이러한 결과는 교정된 소닉노즐을 이용하여 진공공정에서 필요한 극 미세 유량의 정밀측정을 가능하게 한 새로운 연구결과로 판단된다. 교정된 소닉노즐을 이용하여 진공펌프의 배기속도 측정결과는 기 구축된 정적법을 이용한 배기속도 측정결과와 1% 이내의 오차범위내로 매우 잘 일치함을 보였다. 교정된 소닉노즐은 향후 반도체 및 디스플레이 공정에 사용되는 다양한 건식 진공펌프들의 배기속도를 현장에서 간단하게 평가할 수 있는 현장 성능평가 장치에 활용할 예정이며, 현재 공정현장에서 배기속도 측정에 널리 사용중인 MFC를 대체할 수 있을 것으로 예상된다. Sonic nozzles have been a standard device for measurement of steady state gas flow, as recommended in ISO 9300. This paper introduces two sonic nozzles of diameter ${\Phi}$ 0.03 mm and ${\Phi}$ 0.2 mm precisely machined according to ISO 9300. The constant volume flow meter(CVFM), readily set up in the Vacuum center of KRISS. was used to calibrate the discharge coefficients of both nozzles. The calibration results were shown to determine them within the 3% expanded measurement uncertainty. Calibrated sonic nozzles were found to be applicable for precision measurement of steady state gas flow in the vacuum process in the ranges of 0.6~1,800 cc/min. Those flow conditions are equivalent to the fine gas flow with Reynolds numbers of 26~12,100. Those encouraging results confirm that calibrated sonic nozzles enable precision measurement of extremely low gas flow encountered very often in th vacuum processes. Both calibrated sonic nozzles are proven to provide the precision measurement of the volume flow rate of the dry vacuum pump within one percent difference in reference to CVFM. Calibrated sonic nozzles are applied to a new 'in-situ and in-field' equipment designed to measure the volume flow rate of vacuum pumps in the semiconductor and flat display processes. Furthermore, they can provide other applications to flow control devices in vacuum, such as MFC, etc.
이동진,김광범,인상렬,임종연,김원백,Lee D. J.,Kim K. B.,In S. R.,Lim J. Y,,Kim W. B. 한국진공학회 2005 Applied Science and Convergence Technology Vol.14 No.1
비증발형 게터용 금속이나 합금의 표면은 대기중에서 얇은 산화층등으로 덮여있다. 이들이 제품 내에서 게터역할을 하기 위해서는 진공이나 불활성 분위 내에서 가열하여 표면 산화층을 제거하는 활성화공정이 필요하며 활성화온도는 장착 제품을 결정하는 중요한 인자가 된다. 게터의 기본적인 특성은 활성화 및 각종가스에 대한 흡수능으로 대별할 수 있다. 이중 게터의 흡수능에 대해서는 ASTM등에서 규정하고 있으나 활성화온도에 대해서는 아직 표준적인 방법이 제시되어 있지 못하다. 본 연구에서는 온도에 따른 도달압력 측정에 의해 게터의 활성화온도를 결정하는 비교적 간단한 방법을 제시하였다. 본 방법으로 측정한 TiZrV 합금의 활성화온도가 100℃~200℃ 범위에 있다. Getters are invariably covered with thin layers of oxides even in air. For the getter to function properly it is necessary to activate them by heating in vacuum during which the oxide layer is removed exposing clean surface. The so-called activation temperature is an important parameter along with gas sorption capacity since it determines the maximum temperature of a device in which a getter can be installed. Nevertheless, no standard method to measure activation temperature has been documented yet. In this study, a relatively simple method to measure the activation temperature based on the ultimate pressure measurement was suggested. The activation temperature of TiZrV alloy measured by the method was between 100℃~200℃.
신진현,고문규,정완섭,윤주영,임종연,강상우,Shin, J.H.,Ko, M.K.,Cheung, W.S.,Yun, J.Y.,Lim, J.Y.,Kang, S.W. 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.6
차세대 반도체 및 디스플레이 산업용 드라이펌프의 배기속도를 평가하기 위해 최소부피 22 L 급의 정적형 유량계를 설계/제작 하였다. 정적형 유량계의 기본 평가항목인 base pressure와 leak rate 측정결과 각각 $6{\times}10^{-8}\;mbar$ 와 $1.5{\times}10^{-6}\;mbar-L/s$로 측정되었고 throughput limit의 경우 기존 875 L 급보다 1 order 낮은 $1{\times}10^{-3}\;mbar-L/s$ 영역까지 확대되었음이 확인되었다. 구축된 시스템을 이용해 배기용량이 적은 최신 공정 드라이 펌프까지도 배기속도 값을 정확히 측정할 수 있으며, 구축비용이 높은 정압형 유량계를 어느 정도 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 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 $1{\times}10^{-2}\;mbar-L/s{\sim}1{\times}10^{-3}\;mbar-L/s$.