• 진공이야기
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• 제2권3호
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• pp.23-29
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• 2015

Cryopump(cryogenic pump), with integrating cryogenic skills into vacuum technology, is the most popular high vacuum pump system, which is widely used at the commercial vacuum industries with TMP. Hyunmin GVT, Inc. is the domestic unique professional manufacturer of the cryopump systems. About ten years ago, while GVT succeeded in domestically producing cryopump systems, this high technology initiated from US became localized completely. But the process of the home production was not easy. It was possible through many trials and errors and after efforts and sacrifices of our engineers. Now many users and customers have the benefit of the advantage and excellence of the domestic cryopump systems. Especially, these days GVT is conducting researches and developments regarding low vibration cryopump and large-sized CWPs and Cryo-TMPs.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.45-54
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• 2013

맥동관형 크라이오펌프 개발 사업 2단계를 맞아 우성진공(유)을 중심으로 상용화 시제품 개발이 성공적으로 끝나가고 있다. 최종 크라이오펌프 개발품은 흡기구 직경(내경) 16.5 (14) 인치에 질소 배기속도 3,600 L/s 이상을 목표로 하고 있다. 개발품의 성능확인을 위해 우선 몬테카를로 계산을 통해 배기속도를 예측하고 구조설계를 최적화했으며 이를 바탕으로 가공 조립된 크라이오펌프 시제품의 성능을 표준화된 장치에서 표준화된 절차를 통해 평가하여 설계 목표값과 비교했다. 시제품의 질소 배기속도는 4,600 L/s로 측정되어 설계값과 잘 일치하였으며 개발목표를 훨씬 상회하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.30-35
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• 2011

This paper describes experimental study and performance improvement of 2 stage Gifford-McMahon (G-M) type pulse tube cryocooler for cryopump. The objective of this study is to improve the efficiency of 2 stage pulse tube cryocooler for substituting 2 stage G-M cryocooler used in cryopump. The target cooling capacities are 5 W at 20 K and 35 W at 80 K for the $1^{st}$ and the $2^{nd}$ stage, respectively. These values are good cooling capacities for vacuum level in medium size ICP 200 cryopump. Design of the 2 stage pulse tube cryocooler is conducted by FZKPTR(Forschungs Zentrum Karlsruhe Pulse Tube Refrigerator) program. In order to improve the performance of 2 stage pulse tube cryocooler, U-type pulse tube cryocooler is fabricated and connecting tubes are minimized for reducing dead volumes and pressure losses. Also, to get larger capacities, orifice valves and double inlet valves are optimized and the compressor of 6 kW is used. On the latest unit, the lowest temperatures of 2 stage pulse tube cryocooler are 42 K ($1^{st}$ stage) and 8.3 K ($2^{nd}$ stage) and the cooling capacities are 40 W at 82.9 K ($1^{st}$ stage) and 10 W at 20.5 K ($2^{nd}$ stage) with 6.0 kW of compressor input power. This pulse tube cryocooler is suited for commercial medium size cryopump. In performance test of cryopump with 2 stage pulse tube cryocooler, pumping speed for gaseous nitrogen is 4,300 L/s and the ultimate vacuum pressure is $7.5{\times}10^{-10}$ mbar.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.227-227
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• 2012

Cryopump는 반도체 임플란타 공정, OLED분야, 신소재 개발, 표면분석 및 처리, 의료분야, 입자가속기, 핵융합 등 다양한 진공분야에 응용되는 고진공용 극저온펌프이다. 특히 향후로의 산업구조는 디스플레이, 반도체, IT 산업분야로 집중 재편될 것이기에, 이에 따른 핵심제조장비인 고진공 펌프의 수요가 급증할 것으로 판단된다. 그리고 이를 위한 핵심부품과 장비들의 국산화가 시급한 실정이다. 기술적인 측면에서 보자면 GVT는 미국의 Varian과 일본Ebara의 Cryopump 제조기술을 원천으로 한 회사로써 현재는 국내 유일의 G-M냉동기와 Cryopump 제조기술을 보유한 업체이다. 그리고 최근 오랫동안 정체되었던 관련 기술을 발전시켜 최적화된 한국형 G-M 냉동기 및 이를 장착한 다양한 사이즈의 고성능 Cryopump를 출시하게 되었다. 가장 큰 수확은 Cryopump의 성능을 크게 향상시켰으며 무엇보다 고객맞춤형으로 디자인할 수 있을 정도의 기술력을 확보하게 되었다는 점이다. Cryopump의 성능은 장착되는 Cryocooler(G-M냉동기)의 성능과 밀접한 관련이 있기 때문에 일차로 Cryocooler의 성능을 개선하고 이차로 이를 장착한 Cryopump의 성능을 개선하였다. 본 연구는 일차로 진행된 HP Series 2단 Cryocooler 4가지 모델 중 가장 범용인 HPM 모델과 HPS모델에 대한 제작과 성능시험에 관한 것이다. 이는 각각 기존의 ICP Series 펌프에 장착되던 Expander 535 모델 및 Expander 855 모델에 대한 설계 최적화의 결과물로써 내용은 Cryocooler에 대한 'Typical Performance Test(1st STG와 2nd STG의 온도가 각각의 Stage에 인가되는 Heat Load에 의해 그물망 형태의 그래프가 되도록 수행하는 시험법)'의 절차를 따라 수행되었다. HPM Cryocooler의 성능은 2nd STG Temp. 20K 와 1st STG Temp. 80K를 Heat Load 기준으로 하였을 경우, 각각 8.2W, 55.0W의 성능을 나타내었고 HPS Cryocooler의 성능은 2nd STG Temp. 20K 와 1st STG Temp. 72K를 Heat Load기준으로 하였을 경우, 각각 14.0W, 90.0W의 성능을 나타내었다. 1st STG Temp.를 72K로 정한 이유는 Power Supply의 용량 한계로 인해 90W이상의 Heat Load를 인가할 수 없었기 때문이다. 만약 성능 그래프의 경향성을 고려하여 1st STG Temp. 80K로 가정한다면, 각각 약 13W, 100W 정도의 성능을 가질 것으로 추정된다. 단, 본 시험에 사용된 Compressor는 GVT의 HC80Plus 모델로 내부에는 Helium용 5HP급 Scroll Type의 Compressor가 장착되어 있으며, 봉입압력 250Psig에 저압 100Psig기준, 65scfm의 유량을 가지는 압축기이다. 압축기와 Cryocooler의 조합은 1:1이었고 시험방법은 Cryocooler에 대한 GVT 자체규정에 따라 진행되었으며 밤과 낮 및 공장전체의 부하변동에 따른 냉각수 온도변화에 따른 펌프의 성능변화는 고려되지 않았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.118-118
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• 2012

Cryopump는 반도체 임플란타 공정, OLED분야, 신소재 개발, 표면분석 및 처리, 의료분야, 입자가속기, 핵융합 등 다양한 진공분야에 응용되는 고진공용 극저온펌프이다. 특히 향후로의 산업구조는 디스플레이, 반도체, IT 산업분야로 집중 재편될 것이기에, 이에 따른 핵심제조장비인 고진공 펌프의 수요가 급증할 것으로 판단된다. 그리고 이를 위한 핵심부품과 장비들의 국산화가 시급한 실정이다. 기술적인 측면에서 보자면 GVT는 미국의 Varian과 일본Ebara의 Cryopump 제조기술을 원천으로 한 회사로써 현재는 국내 유일의 G-M 냉동기와 Cryopump 제조기술을 보유한 업체이다. 그리고 최근 오랫동안 정체되었던 관련 기술을 발전시켜 최적화된 한국형 G-M 냉동기 및 이를 장착한 다양한 사이즈의 고성능 Cryopump를 출시하게 되었다. 가장 큰 수확은 Cryopump의 성능을 크게 향상시켰으며 무엇보다 고객맞춤형으로 디자인할 수 있을 정도의 기술력을 확보하게 되었다는 점이다. Cryopump의 성능은 장착되는 Cryocooler (G-M냉동기)의 성능과 밀접한 관련이 있기 때문에 일차로 Cryocooler의 성능을 개선하고 이차로 이를 장착한 Cryopump의 성능을 개선하였다. 본 연구는 일차로 진행된 HP Series 2단 Cryocooler 4가지 모델 중 가장 범용인 HPM 모델과 HPS모델에 대한 제작과 성능시험에 관한 것이다. 이는 각각 기존의 ICP Series 펌프에 장착되던 Expander 535 모델 및 Expander 855 모델에 대한 설계 최적화의 결과물로써 내용은 Cryocooler에 대한 'Typical Performance Test(1st STG와 2nd STG의 온도가 각각의 Stage에 인가되는 Heat Load에 의해 그물망 형태의 그래프가 되도록 수행하는 시험법)'의 절차를 따라 수행되었다. HPM Cryocooler의 성능은 2nd STG Temp. 20K와 1st STG Temp. 80K를 Heat Load기준으로 하였을 경우, 각각 8.2W, 55.0W의 성능을 나타내었고 HPS Cryocooler의 성능은 2nd STG Temp. 20K 와 1st STG Temp. 72K를 Heat Load기준으로 하였을 경우, 각각 14.0W, 90.0W의 성능을 나타내었다. 1st STG Temp.를 72K로 정한 이유는 Power Supply의 용량 한계로 인해 90W이상의 Heat Load를 인가할 수 없었기 때문이다. 만약 성능 그래프의 경향성을 고려하여 1st STG Temp. 80K로 가정한다면, 각각 약 13W, 100W 정도의 성능을 가질 것으로 추정된다. 단, 본 시험에 사용된 Compressor는 GVT의 HC80Plus 모델로 내부에는 Helium용 5HP급 Scroll Type의 Compressor가 장착되어 있으며, 봉입압력 250Psig에 저압 100Psig기준, 65scfm의 유량을 가지는 압축기이다. 압축기와 Cryocooler의 조합은 1:1이었고 시험방법은 Cryocooler에 대한 GVT 자체규정에 따라 진행되었으며 밤과 낮 및 공장전체의 부하변동에 따른 냉각수 온도변화에 따른 펌프의 성능변화는 고려되지 않았다.

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.225-230
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• 2013

크라이오펌프는 응축과 흡착을 통해 기체를 배기하므로 극저온 표면 온도와 증기압이 배기성능에 큰 영향을 미친다. 어느 부분의 온도가 어중간하면 한번 응축했던 기체분자가 방출과 재응축 또는 재흡착을 반복하여 진공용기 압력이 어느 선 이하로 떨어지지 않고 심한 요동을 나타낸다. 어떤 기체나 특정 온도 범위에서 이런 불안정성이 나타날 수 있지만 크라이오펌프를 많이 사용하는 스퍼터 장치의 공정기체인 알곤을 배기할 때 불안정성이 발생하는 것은 좋지 않다. 본 논문에서는 알곤 회복시간 측정실험을 수행하면서 크라이오펌프의 알곤 불안정성의 원인과 대책을 분석했다.

• 한국진공학회지
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• 제1권3호
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• pp.323-331
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• 1992

다층 panel형 cryoarray를 갖는 원통형 cryopump의 정적 pumping 특성을 view factor를 이용한 수치적 방법으로 해석하였다. 해석모델은 단순 원판을 기본으로 하고, 여기 에 상향 및 하향의 skirt를 부착한 실질적 array를 대상으로 하였으며, 형상, 크기 및 panel 개수를 변화시키면서 array 전체의 총 pumping 효율과 array 내의 pumping 속도 분포를 모두 구하였다. 다층 panel array에서도 single panel의 경우와 같이 type III 개스(He, H2) 에 있어서는 pumping 효율을 최대로 하는 최적의 크기가 있으며, panel 수효가 증가하면 pumping 속도는 약간만 증가하나 총 pumping 용량은 이에 비례하여 증가한다. Skirt의 각 도를 상향으로 변화시키면 type III 개스의 상대적 pumping 속도가 증가되며 type II 개스에 의한 cryosorbent의 오염도는 대략 10% 정도이다.

• 한국진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.86-92
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• 2003

초고진공용으로 시판되고 있는 G-M 냉동기 부착형 크라이오 펌프의 여러 기체에 대한 배기특성을 조사했다. 수소 및 중수소, 헬륨, 알곤, 질소, 일산화탄소의 배기량에 따른 배기속도의 변화를 측정하고 질소의 배기용량을 측정하였으며 그 경향을 이론적으로 분석했다. 또 크라이오펌프로 배기할 때 시스템의 잔류기체 변화에 대해서도 조사했다.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.243-251
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• 2011

국내에서 개발 중인 맥동관형 냉동기 및 일반적인 GM 냉동기 성능평가를 위해 냉각용량 측정 장치를 제작한 후, 측정절차 검토 및 장치 성능확인의 일환으로 상용 냉동기의 냉각용량을 측정했다. 측정된 2차원 냉각용량 차트는 실험에 사용한 냉동기 모델이 가지는 고유 특성을 잘 나타냈다. 이 논문에서는 제작된 냉각용량 평가 장치의 설계사항 및 시운전 결과를 소개한다.

• 한국초전도저온공학회지:초전도와저온공학
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• 제7권1호
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• pp.44-47
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• 2005