진공,이론,로타리펌프

목차

1. 토리첼리의 실험

2. 진공도의 단위

3. 절대 진공도와 게이지 상의 진공도

4. 진공펌프의 용량 단위

5. 진공도에 따른 진공 영역의 구분

6. 진공펌프의 종류

7. 진공 펌프의 원리
1) 로타리 베인 펌프
2) 로타리 피스톤 펌프
3) 로타리 기어펌프
4) 피스톤 펌프
5) 다이아 후렘 펌프
6) 루츠 펌프
7) 수봉식 펌프
8) 터보 분자 펌프
9) 확산펌프
10) 이젝타 펌프
11) 흡착펌프
12) 이온펌프
13) 게터펌프
14) 승화펌프
15) 저온 냉각 펌프
● PVD(Physical Vapor Deposition)
1. 코팅방법
● CVD(Chemical Vapor Deposition)
• CVD와 PVD의 장단점

본문내용

티타늄의 얇은 판막을 형성하게 함으로써, 여기에 가스 입자를 흡착시켜 진공을 발생시키는 것입니다.
15) 저온 냉각 펌프
저온 냉각 펌프는 120K이하의 극저온 상태에서 기체를 응결시키거나 응결체 안에 가두어 둠으로써 진공 상태를 발생시키는 장치입니다. 냉각 매체로는 주로 액화질소나 액화헬륨을 사용하는데, 초고진공 영역에서 배속도가 매우 크므로, 우주선 실험등 여러 분야에서 높은 진공도를 얻는데 많이 쓰이고 있습니다.
● PVD(Physical Vapor Deposition)
. 물리증착법 (PVD) 에 의한 코팅
1. 코팅방법
물리 증착법 (Physical Vapor Deposition)은 코팅될 물질이 기체 상태로 변환되어 물리적 작용에 의해 모재위에 피복되는 방법이라고 간단히 말할 수 있습니다. 그러나 실제 PVD 법에는 여러 가지 방법들이 포함됩니다.
대표적인 PVD 코팅법에는 Evaporation, Sputtering, Ion Plating이 있으며 이들 각각에 대한 장치의 개략도는 다음의 그림과 같고. 이들 각 방법에 대한 원리는 간략히 다음과 같습니다.
1) Evaporation Process
코팅될 물질이 열이나 전자 beam 등에 의해서 증발되어 직선적으로 운동하다가 모재에 충돌하면서 증착되는 방법
2) Sputtering Process
Plasma 내의 양이온이 전장에 의해 가속되어 코팅될 물질(target)의 표면을 강하게 치면 target의 원자가 운동에너지를 가지고 튀어 나와 모재의 표면에 충돌하면서 증착되는 방법
3) Ion Plating Process
코팅될 물질을 어떤 방법에 의해 기화시키고, 이 기화된 원자를 Plasma 내에서 이온화 시킨 다음, 모재에 음의 전압을 걸어주면 이온화된 원자가 가속되어 모재의 표면을 때리면서 증착되는 방법
이러한 코팅 방법들 가운데 Ion Plating 에 의해서 가장 우수한 코팅 부착력을 얻을 수 있으므로 공구에 대한 코팅 방법으로 가장 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나 공구에 적절한 수준의 코팅을 얻기 위해서는 코팅 장치의 고진공 문제, design, 모재의 적합한 표면상태, 코팅 조업의 software 등이 중요합니다.
. CVD(Chemical Vapor Deposition)
화학기상증착(CVD) 은 여러가지 물질의 박막제조에 있어서 현재 가장 널리 쓰이고 있는 방법입니다. CVD의 응용범위는 반도체와 같은 microelectronic devices의 제조에서부터 보호막의 코팅에 이르기까지 매우 다양합니다.
보통의 CVD 공정에서는, 상온의 반응기체(일반적으로 carrier-gas에 의해 농도가 낮아진다)가 reaction chamber안으로 유입됩니다. 이 기체 혼합물은 증착표면에 이르기까지 가열되고, 대류 또는 증착표면의 가열에 의해 계속 열을 공급받습니다. 여러 가지 공정 조건에 따라서 반응기체는 증착 표면에 이르기 전에 기상에서 homogeneous한 반응을 일으키기도 합니다. 증착표면 근처에서는 기체흐름이 가열되고, 점성에 의해 속도가 떨어지며, 조성의 변화가 생기기 때문에 열, 운동량, 화학조성의 boundary layer가 형성됩니다. 도입기체 또는 반응중간체(기상 열분해에서 생긴)는 증착표면에서 heterogeneous한 반응을 일으키고 이로 인해 박막이 형성되게 됩니다. 이어서 기상의 부산물들은 reaction chamber를 빠져나갑니다.
박막은 지난 4반세기 동안 매우 많은 연구의 대상이 되어왔는데, 그 이유는 박막이 특히 반도체의 제조에 중요하기 때문입니다.
박막은 여러 가지 방법으로 제조될 수 있는데, 그 중에서 무엇보다도 화학기상증착이 가장 널리 쓰이고 있습니다. 화학기상증착은 반응기체의 유입하에서 가열된 substrate 표면에 화학반응에
의해 고체 박막이 형성되는 것을 일컫습니다. 이 공정은 어떤 박막을 형성하느냐에 따라서 매우 다양한 기체, 액체, 심지어는 고체의 원료가 사용됩니다. 다른 많은 박막제조공정과 비교해 볼 때, CVD는 다양성, 적용성, 제품의 품질, 단순성, 재활용성, 생산성, 가격문제 등에서 매우 큰 장점을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 CVD는 고체 소자의 제조에 있어서 그 활동영역을 크게 확장시켜왔습니다. CVD 공정은 여러가지 방법으로 분류될 수 있는데, 먼저 사용되는 반응의 활성화 에너지원에 따라 thermally-activated CVD , plasma-enhanced CVD, photochemical CVD , laser-induced CVD, and electron-beam assisted CVD로 분류될 수 있습니다.
. CVD와 PVD의 장단점
구 분
장 점
단 점
CVD
.코팅층의 두께가 모재의 형상에 영향을 받지 않고 전표면에 걸쳐 균일하다.
.PVD 코팅보다 모재에 대한 접착력이 대체로 강하다.
.반응 기체의 조성을 변화시켜 줌으로써 코팅 물질의 조성을 쉽게 변화시킬 수 있다.
.장치비가 비교적 싸고 증착 속도가 빨라 경제적이다.
.모재와 코팅층 사이에 변질층 (취약한 eat상)이 생긴다.
.코팅온도가 약 1,000℃이상으로 높아 열에 의해 영향받는 재료(예 : High Speed Steel) 에 적용하기 곤란하다.
PVD
.코팅물질의 선택이 다양하다.
.코팅 온도가 400℃정도로 낮아 고속도강의 경우에도 코팅이 가능하다.
.모재와 코팅층 간의 반응이 거의 일어나지 않는다.
.코팅시 코팅물질의 이동이 직선적이므로 형상이 복잡한 모재에 대하여 균일한 코팅 두께를 얻기 어렵다.
.모재의 표면 전처리가 까다롭고 대체로 CVD 보다 접착력이 약하다.
.장비가 비싸고 증착 속도가 느려 CVD 보다 비경제적이다.
■ 참고문헌
http://palgong.knu.ac.kr/~cvdlab/lecture.htm
http://igreenwe.hihome.com/old/vacu.htm
http://www.hanvacuum.co.kr/frame1.htm
http://www.e-cerakorea.co.kr/tech.htm
http://www.postech.ac.kr/ce/lamp/main.html

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