진동 환경 재현 6-자유도 가진기 개발 진척도

정완섭(W.S. Cheung),우춘규(C.K. Woo),김수현(S.K. Kim),윤각진(G.J. Yoon) 한국소음진동공학회 1998 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.1998 No.6

첨단공정용 드라이펌프 유량 측정 한계 향상기술 개발

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 $1{\times}10^{-2}\;mbar-L/s{\sim}1{\times}10^{-3}\;mbar-L/s$.

터보분자펌프(TMP) 배기속도 측정에 관한 고찰

강상백,신진현,차덕준,고득용,정완섭,임종연,Kang, S.B.,Shin, J.H.,Cha, D.J.,Koh, D.Y.,Cheung, W.S.,Lim, J.Y. 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.4

터보분자펌프(TMP)의 특성평가는 ISO, PNEUROP, DIN, JIS, AVS 등 세계 여러 나라의 표준제정기구에서 제정한 국제규격에 그 근거를 두고 있다. 한국표준과학연구원에서는 이러한 국제규격에 기반을 둔 터보분자펌프의 특성평가시스템을 자체 설계/제작하여 그 신뢰성을 확인하기 위해 개발품 및 상용품의 평가에 주력하고 있다. 터보분자펌프의 배기속도 측정방법으로서 기체흐름 영역에 따른 throughput method와 orifice method를 적용하고 있으나 측정게이지, 유량계 및 orifice conductance의 불확도 등 실질적으로 정확한 배기속도를 제시하기 위한 조건들의 제약 때문에 많은 측정오차를 포함하고 있다고 볼 수 있다. 이러한 배기속도의 측정오차를 줄이기 위한 하나의 고찰로서 본 논문에서는 $10^{-1}$ Pa-L/s 영역까지의 유량 주입범위를 가지는 기 구축된 정적법을 이용한 유량주입에 기반을 둔 throughput method를 이용하여 1000 L/s TMP의 측정 능력을 검증하고자 한다. 또한 분자류 영역인 orifice method를 사용할 경우 고진공영역, 미세유량 주입영역으로 진입할수록 커질 수밖에 없는 배기속도 측정 불확도를 최소화시키기 위해 검증된 유량을 이용한 conductance 값을 제시하여, 기 언급한 두 가지 배기 속도 측정 방법의 연속성을 유지하기 위한 실험적인 방법론을 제기하고자 한다. Methods of the characteristics evaluation of turbo-molecular pumps (TMP) are well-defined in the international measurement standards such as ISO, PNEUROP, DIN, JIS, and AVS. The Vacuum Center in the Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) has recently designed, constructed, and established the integrated characteristics evaluation system of TMPs based on the international documents by continuously pursuing and acquiring the reliable international credibility through measurement perfection. The measurement of TMP pumping speed is normally performed with the throughput and orifice methods dependent on the mass flow regions. However, in the UHV range of the molecular flow region, the high uncertainties of the gauges, mass flow rates, and conductance are too critical to precisely accumulate reliable data. In order to solve the uncertainty problems of pumping speeds in the UHV range, we introduced a SRG with 1% accuracy and a constant volume flow meter (CVFM) to measure the finite mass flow rates down to $10^{-1}$ Pa-L/s with 3% uncertainty for the throughput method. In this way we have performed the measurement of pumping speed down to $10^{-4}$ Pa with an uncertainty of less than 6% for a 1000 L/s TMP. In this article we suggest that the CVFM has an ability to measure the conductance of the orifice experimentally with flowing the known mass through the orifice chambers, so that we may overcome the discontinuity problem encountering during introducing two measurement methods in one pumping speed evaluation sequence.

6 자유도 가진 시뮬레이터 개발을 위한 시뮬레이션

우춘규(C.K.Woo),김경찬(K.C.Kim),김수현(S.H.Kim),곽윤근(Y.K.Kwak),정완섭(W.S.Cheung) 한국자동차공학회 1998 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.1998 No.5_2

In the experiments of design, vibration evaluation, and test of vehicles, aircraft, and other mechanisms the development of vibration simulator that serves environment similar to real fields takes lots of advantages. Especially, in the real field test of vehicles it possesses the advantages of showing the dynamic characteristics of the vehicle. In this study, to investigate the validity and fitness of proposed 6DOF parallel link mechanism we simulated that mechanism. <br/>

MPCA 기반의 통계기법을 이용한 진공펌프 상태진단에 관한 연구

성동원,김재환,정원태,이수갑,정완섭,임종연,정광화,Sung D.,Kim J.,Jung W.,Lee S.,Cheung W.,Lim J.,Chung K. 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.4

반도체 공정에 사용되는 진공펌프는 가혹한 운전조건과 비선형적 특성으로 인하여 고장시점을 정확히 예측해내기가 어려운데 이로 인해 불량품이 양산되거나 불필요한 재원이 낭비되는 등의 문제가 발생하게 된다. 따라서 펌프의 운전상태를 올바르게 모니터링하고 고장 지점을 정확히 인지해 적절한 펌프 교체 시점을 알려주는 진공펌프 상태진단 모델의 개발은 매우 시급하고도 중대한 문제라 할 수 있겠다. 본 연구에서는 다변량 통계기법을 이용하여 영향력 있는 인자들을 종합적으로 고려하였으며 최종적으로 Hotelling's T2 통계량을 이용한 진공펌프 상태진단 모델을 제안하였다. 핵심적인 알고리즘으로는 Multiway Principal Component Analysis(MPCA)와 Dynamic Time Warping Algorithm(DTW Algorithm) 기법 등이 사용되었다. In semiconductor process, it is so hard to predict an exact failure point of the vacuum pump due to its harsh operation conditions and nonlinear properties, which may causes many problems, such as production of inferior goods or waste of unnecessary materials. Therefore it is very urgent and serious problem to develop diagnostic models which can monitor the operation conditions appropriately and recognize the failure point exactly, indicating when to replace the vacuum pump. In this study, many influencing factors are totally considered and eventually the monitoring model using multivariate statistical methods is suggested. The pivotal algorithms are Multiway Principal Component Analysis(MPCA), Dynamic Time Warping Algorithm(DTW Algorithm), etc.

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.