• 한국기계가공학회지
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• 제14권2호
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• pp.67-74
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• 2015

In this study, analysis and experiments were carried out on temperature distributions and thermal deformations in a dry vacuum pump with vertical screws for safe operation. When a vacuum pump is working, it is necessary to get rid of the heat generated by the friction of bearings and the compression of air to prevent the vacuum pump from being damaged by interference between two screws and housing through thermal deformation. Additional cooling was proposed by using oil flow through the inner channel of the rotating axis for lower temperature control of the vacuum pump. Analysis and experimental results were compared in terms of temperature distribution and thermal deformation of the vacuum pump, and two sets of results matched reasonably well. These results for a dry vacuum pump with vertical screws can be used in similar model development and can minimize errors in design and manufacture by providing reasonably accurate prediction in advance.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.523-530
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• 2006

A rotordynamic analysis was performed with a dry vacuum pump, which is a major equipment in modern semiconductor and LCD manufacturing processes. The system is composed of screw rotors, lobes picking air, helical gears, driving motor, and support rolling element hearings of rotors and motor. The driving motor-screw rotor system has a rated speed of 6,300rpm, and was modeled utilizing a rotordynamic FE method for analysis, which was verified through the results of its 3-D finite element model. As loadings on the bearings due to the gear action were significant in the system considered, each resultant bearing load was calculated determinately and indeterminately by considering the generalized forces of the gear action as veil as the rotor itself. Each resultant hearing loading was used in calculating each stiffness of rolling element bearings. Design goals are to achieve wide separation margins of critical speeds and favorable unbalance responses of the rotor in the operating range. Then, a complex rotordynamic analysis of the system was carried out to evaluate its forward synchronous critical speeds, whirl natural frequencies and mode shapes, and unbalance responses under various unbalance locations. Results show that the entire system is well designed in the operating range. In addition, the procedure of rotordynamic analysis for dry vacuum pump rotor-bearing system was proposed and established.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.47-54
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• 2007

A rotordynamic analysis was performed with a dry vacuum pump, which is a major equipment in modem semiconductor and LCD manufacturing processes. The system is composed of screw rotors, lobes picking air, helical gears, driving motor, and support rolling element bearings of rotors and motor. The driving motor-screw rotor system has a rated speed of 6,300rpm, and was modeled utilizing a rotordynamic FE method for analysis, which was verified through the results of its 3-D finite element model. As loadings on the bearings due to the gear action were significant in the system considered, each resultant bearing load was calculated determinately and indeterminately by considering the generalized forces of the gear action as well as the rotor itself. Each resultant bearing loading was used in calculating each stiffness of rolling element bearings. Design goals are to achieve wide separation margins of critical speeds and favorable unbalance responses of the rotor in the operating range. Then, a complex rotordynamic analysis of the system was carried out to evaluate its forward synchronous critical speeds, whirl natural frequencies and mode shapes, and unbalance responses under various unbalance locations. Results show that the entire system is well designed in the operating range. In addition, the procedure of rotordynamic analysis for dry vacuum pump rotor-bearing system was proposed and established.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.137-137
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• 2011

펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마의 전기적 특성과 GaAs의 건식식각을 연구하였다. 공정변수는 펄스 직류 전압 (350~550 V), 펄스 직류 주파수 (100~250 kHz), 리버스 시간 (0.4~1.2 ${\mu}s$)이었다. 전기적 특성은 오실로스코프를 이용하여 분석하였다. 펄스 직류 전원의 경우 평균 전압이 일정하더라도 주파수가 커지거나 리버스 시간이 커지면 peak-to-peak 전압이 증가한다는 사실을 이해하였다. GaAs 식각 실험 후 샘플의 식각률, 식각 선택비, 표면 형상을 비교, 분석하였다. GaAs의 식각 결과는 식각 속도, 식각 선택비, 표면 형상, 잔류 물질 분석을 실시하엿다. 본 실험에서는 1대의 기계적 펌프만을 상ㅇ하여 진공 압력을 유지하였다. GaAs의 식각 속도는 10 sccm $BCl_3$를 사용한 경우 최대 0.4 ${\mu}m$까지 얻을 수 있었다. 감광제에 대한 최대 식각 선택비는 약 2.5 : 1이었다. BCl₃ 플라즈마의 경우 75 mTorr의 저진공 조건에서는 500 V, 250 kHz, 0.7 ${\mu}s$의 실험에서 가장 좋은 식각 특성을 얻을 수 있엇다. X-레이 광전 분석기 데이터에 의하면, 식각된 GaAs의 표면을 깨끗하였으며, 염소와 관련된 잔류 물질은 거의 발견되지 않았다.

• 한국진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.243-248
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• 2010

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.

• 문화기술의 융합
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• 제5권3호
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• pp.351-357
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• 2019

이 연구는 습식, 건식, 준비작동식, 부압식, 일제살수식 등 각각의 스프링클러설비의 주요 구성요소인 알람체크밸브, 건식밸브, 준비작동식밸브, 일제개방밸브를 전자개방밸브로 대체하여 제조공정의 다양한 과정을 하나의 과정으로 단순화시켜서 단일 기계에서 규격화 된 하나의 제품을 동시에 생산할 수 있는 환경을 조성하여 제품의 가격경쟁력 향상, 제고유지 비용 절감 및 향후 새로이 개발되는 스프링클러설비에도 적응성이 용이하도록 하기 위한 것이다. 기존 스프링클러설비의 종류인 습식, 건식, 준비작동식, 부압식, 일제살수식 모두 1차측과 2차측 배관을 제어하기 위한 밸브만 교체하고 리타딩체임버, 자동식 공기압축기, 엑셀러레이터 또는 익져스터, 슈퍼바이조리패널, 진공펌프, 수동기동장치 등 그 밖의 구성요소는 그대로 사용하기 때문에 기존 스프링클러설비에 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있다. 향후 연구과제로 전자개방밸브를 적용한 스프링클러설비의 상용화를 위한 법적 및 제도적인 연구가 필요하다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.967-975
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• 2007

A rotordynamic analysis was performed with a dry vacuum pump, which is a major equipment in modern semiconductor and LCD manufacturing processes. The system is composed of screw rotors, lobes picking air, helical gears, driving motor, and support rolling element bearings of rotors and motor. The driving motor-screw rotor system has a rated speed of 6,300 rpm, and was modeled utilizing a rotordynamic FE method for analysis, which was verified through 3-D FE analysis and experimental modal analysis. As loadings on the bearings due to the gear action were significant in the system considered, each resultant bearing load was calculated by considering the generalized forces of the gear action as well as the rotor itself. Each resultant bearing loading was used in calculating each stiffness of rolling element bearings. Design goals are to achieve wide separation margins of lateral and torsional critical speeds, and favorable unbalance responses of the rotor in the operating range. Then, a complex rotordynamic analysis of the system was carried out to evaluate its forward synchronous critical speeds, whirl natural frequencies and mode shapes, unbalance responses under various unbalance locations, and torsional interference diagram. Results show that the entire system is well designed in the operating range. In addition, the procedure of rotordynamic analysis for dry vacuum pump rotor-bearing system was proposed and established.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.349-354
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• 2007

This paper considers acoustic analysis of silencer within a Dry vacuum pump. Main object is noise reduction of Dry Vacuum Pump using the silencer. First, we measured SPL and Intensity for noise source identification and then, designed for the silencer corresponding with noise character. 4-pole parameter are used for predicting transmission loss which is one of characteristics of silencer when we designed for silencer. Calculated Transmission Loss to change main effective factor and selected to optimal value using Design of Experiment. Finally, noise reduction is estimated to compare existing silencer with optimal silencer.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.950-957
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• 2007

This paper considers acoustic characteristics of silencer within a dry vacuum pump. The main objective is to reduce noise in dry vacuum pump using the new designed silencer. First, SPL and sound intensity are measured for noise source identification and the new model silencer is designed corresponding to noise characteristics. 4-pole parameters are used to predict the transmission loss which is one of the interest characteristics of the new silencer. The calculated transmission loss is then used to change main effective factor and optimal value is selected by using design of experiment. By conducting an experiment, it is proved that the new designed silencer has reduced noise level by 6 dB(A) more than the original one.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2010

본 논문은 펄스 직류전원 (Pulse DC) 플라즈마 소스와 반응성 가스인 $CF_4$와 불활성 가스인 Ar를 혼합하여 산업에서 널리 사용되는 유기고분자인 Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyethylene terephthalate (PET), 그리고 Polycarbonate (PC) 샘플을 건식 식각한 결과에 대한 것이다. 각각의 샘플은 감광제 도포 후에 자외선을 조사하는 포토레지스트 방법으로 마스크를 만들었다. 펄스 직류전원 플라즈마 시스템을 사용하면 다양한 변수를 줄 수 있다는 장점이 있다. 공정 변수는 Pulse DC Voltage는 300 - 500 V, Pulse DC reverse time $0.5{\sim}2.0\;{\mu}s$, Pulse DC Frequency 100~250 kHz 이었다. 변수 각각의 값이 높아질수록 고분자의 식각률이 높아졌다. 특히, PMMA의 식각률이 가장 높았으며 PET, PC 순이었다. 샘플 중 PC의 식각률이 가장 낮은 이유는 고분자 결합 중에 이중결합의 벤젠 고리 모양을 포함하고 있어 분자 결합력이 비교적 높기 때문으로 사료된다. 기계적 펌프만을 사용한 공정 전 압력은 30 mTorr이었다. 쓰로틀 밸브를 완전 개방한 상태에서 식각 공정 중 진공 압력은 $CF_4$ 가스유량이 늘어날수록 증가하였다. 식각률 역시 $CF_4$ 가스유량(총 가스 유량은 10 sccm)이 많을수록 증가함을 보여주었다 (PMMA: 10 sccm $CF_4$에서 330 nm/min, 3.5 sccm $CF_4$/6.5 sccm Ar에서 260 nm/min., PET: 10 sccm $CF_4$에서 260 nm/min, 3.5 sccm $CF_4$/6.5 sccm Ar에서 210 nm., PC: 10 sccm $CF_4$에서 230 nm, 3.5 sccm $CF_4c$/6.5 sccm Ar에서 160 nm). 이는 펄스 직류전원 플라즈마 식각에서 $CF_4$와 Ar의 가스 혼합비를 조절함으로서 고분자 소재의 식각률을 적절히 변화시킬 수 있다는 것을 의미한다. 표면 거칠기는 실험 후 표면단차 측정기와 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플의 표면을 측정하여 알 수 있었다. 실험전 기준 샘플 표면 거칠기는 PMMA는 1.53nm, PET는 3.1nm, PC는 1.54nm 이었다. 식각된 샘플들의 표면 거칠기는 PMMA는 3.59~10.59 nm, PET은 5.13~11.32 nm, PC는 1.52~3.14 nm 범위였다. 광학 발광 분석기 (Optical emission spectroscopy)를 이용하여 식각 공정 중 플라즈마 발광특성을 분석한 결과, 탄소 원자 픽 (424.662 nm)과 아르곤 원자 픽 (751.465 nm, 763.510 nm)의 픽의 존재를 확인하였다. 이 때 탄소 픽은 $CF_4$ 가스에서 발생하였을 것으로 추측한다. 본 발표를 통해 펄스 직류전원 $CF_4$/Ar의 고분자 식각 결과에 대해 보고할 것이다.