초록 ▼

제1 세부과제

최종목표
○ 급속재생형 저진동 크라이오펌프 설계, 제작 및 상용화 기술 개발
- 최고도달진공도 : 10^-10 mbar
- 배기속도(질소기준) : 3,600 L/s
- 극저온 냉동기 형태/최저도달온도 : 맥동관 극저온 냉동기/10K
- 냉동능력 : 40W at 80K(1st stage), 10W at 20K(2nd stage)
- 급속재생형 저진동 크라이오펌프 표준화 기술 확보

개발내용 및 결과
○ 급속재생, 저진동, 고신뢰성 확보를 위한

제1 세부과제

최종목표
○ 급속재생형 저진동 크라이오펌프 설계, 제작 및 상용화 기술 개발
- 최고도달진공도 : 10^-10 mbar
- 배기속도(질소기준) : 3,600 L/s
- 극저온 냉동기 형태/최저도달온도 : 맥동관 극저온 냉동기/10K
- 냉동능력 : 40W at 80K(1st stage), 10W at 20K(2nd stage)
- 급속재생형 저진동 크라이오펌프 표준화 기술 확보

개발내용 및 결과
○ 급속재생, 저진동, 고신뢰성 확보를 위한 맥동관 냉동기 개발
○ 저소음, 저진동형 로터리 밸브 적용 개발
○ 크라이오 어레이 형상의 고효율화 및 제작 기술 개발
○ 크라이오 펌프 상용화 기술 개발

기술개발 배경
○ 상품화 및 원천 기술 부족으로 수입시장 및 신규시장 진입 한계
○ 고부가가치의 첨단기술 산업화 전략 필요
○ 후발국과의 차별화 및 진공기반 기술 확보

핵심개발 기술의 의의
○ 전량 수입하는 고진공펌프인 복합분자펌프와 크라이오 펌프의 국산화
○ 2013년 약 4,000억원(2006년 2,000억원)에 달하는 국내시장의 수입 대체효과와 2013년 약 27억달러(2006년 18.1억달러)에 육박할 것으로 예상되는 세계시장에서의 시장점유율 확대가 기대됨.

적용 분야
○ LCD, PDP, OLED 등의 디스플레이 제조공정장비의 진공모듈
○ 초미세 박막, 패터닝 공정 및 측정 검사기기장비
○ 초정밀 가공공정 및 차세대 전지(2차전지+연료전지) 제조공정장비
○ 초전도 및 핵융합 장치 기술의 고진공 장비

제2 세부과제

최종목표
대용량형 복합 분자펌프 설계, 제작 및 상용화 기술 개발
· 배기속도 (Nitrogen) 2,500 L/s 이상 급
· 최고 도달진공도 10^-10 mbar
· 대용량 복합 분자펌프의 핵심 요소 설계 기술 개발
· 대용량 고진공 복합 분자펌프의 H/W 제작 및 운영 S/W 기술개발
· 5축 자기부상 구동 시스템 설계 및 제어기술 개발
· 로터시스템의 동특성 안정성 및 구조 안정성 기술 개발
· 복합 분자펌프의 시스템 구성 기술 및 상품화 기술 개발

개발내용 및 결과
대용량형 복합 분자펌프 설계 및 제작
· 배기속도 (Nitrogen) 2,500 L/s 이상 급
· 최고 도달진공도 10^-10 mbar

기술개발 배경
· 상품화 및 원천 기술 부족으로 수입시장 및 신규시장 진입한계
· 고부가가치의 첨단기술 산업화 전략 필요
· 후발국과의 차별화 및 진공기반 기술 확보

핵심개발 기술의 의의
· 전량 수입하는 복합분자펌프와 크라이오 펌프의 국산화 신기술 개발의 자립화 100% 수입에 의존하고 있는 관련 제품을 개발함으로써 수입대체 가능
· 국내 진공펌프 제조 관련 중소기업의 국제 경쟁력 강화
· 터보형 건식진공펌프 개발 능력을 확보함으로써 미래 첨단산업 분야의 산업기반 조성 및 다양한 용량, 형태를 가진 초고진공펌프의 개발 가능
· 2013년 약 4,000억원(2006년 2,000억원)에 달하는 국내시장의 수입대체효과와 2013년 약 27억달러(2006년 18.1억달러)에 육박할 것으로 예상되는 세계시장에서의 시장점유율 확대 기대

적용 분야
· 반도체/LCD분야 : SPUTTER, ETCHER, CVD 등 기타공정(LCD/TFT/TMA 등) SEM, Ion Beam 장치
· 재료 - 첨단 신소재개발, 첨단 소자개발
· 식품/의학 - 농축, 물질저장(보존)
· 기계 - 고속·내마모용 절삭공구(Coating Tool 제조공정) 기타, 자동화 장치 초전도, 극저온 냉동기, 베어링, 고속회전체, 정밀가공, 희박기체 기술 등의 관련 분야로의 기술파급효과

제3 세부과제

최종목표
■ 고진공펌프 운전 상태 및 진공특성에 대한 국제적 소급성을 갖는 성능평가 장치 개발 및 관련 핵심 기술지원 infra 구축
o 2500 L/s급 복합분자펌프와 3600 L/s급 크라이오펌프 핵심부품의 진공, 기계적 특성평가를 위한 진단장치 및 관련 기술 개발
o 고진공펌프 운전 상태 및 진공특성에 대한 국제적 소급성을 갖는 성능평가 기술 및 장치 개발
o 국제적 신뢰성 확보, 공정대응 분석 및 진단을 위한 평가장치 기술개발
■ 2단계 개발 목표
o 고진공펌프 종합특성 평가시스템 운용
o 상용화 단계 기술지원 및 현장 상태진단 기술개발을 통한 시제품 신뢰성 확보
o 고진공펌프 현장 투입 시험

개발내용 및 결과
o고진공펌프 운전상태 종합 특성평가시스템 설계, 진단 기술개발 완료
- 크라이오펌프: 3600 L/s, 10^-11 mbar 특성평가 기술 및 장치 개발
- 복합분자펌프: 2500 L/s, 10^-11 mbar 특성평가 기술 및 장치 개발
o 핵심부품의 진공, 기계적 특성평가 기술 및 장치 개발 완료
- 크라이오펌프: 냉동기 냉각능력 특성평가 기술 및 장치 개발
- 복합분자펌프: 연속부하시험, 파괴시험, 자기장영향 진단기술 및 장치 개발
o 공정대응성, 공정 현장(NNFC) 신뢰성 확보 기술 및 장치 개발 완료
- 크라이오펌프: Sputter System의 공정신뢰성 진단기술 및 장치개발
- 복합분자펌프: Etcher System의 공정신뢰성 진단기술 및 장치개발
o 상용화 단계 기술 개발 지원 infra 구축 완료
- 고진공펌프 개발 현장 및 대내외 성능진단 기술데이터 제공 infra 구축 완료
- Quality Assurance Evaluation System 기술 개발 완료

기술개발 배경
o 반도체/디스플레이 등 첨단 공정에서 진공 환경을 조성하는 핵심장비로, 본 사업 하에서 개발하려고 하는 고진공펌프의 신뢰성을 선진국 수준으로 확보하고 국제적 측정소급성을 유지하기 위한 종합 특성평가시스템의 H/W, S/W 구축 필요
o 국제적으로 공인받을 수 있는 평가기준을 확립하고 그 기준에 의한 진공/기계적 성능의 전 방위적인 종합특성진단과 공정대응성 평가 등 신뢰성 확보를 통한 제품개발 주체와의 유기적인 feed-back 기능의 infra 구축 당위성 확인
o 크라이오펌프 및 복합분자펌프의 상용화 제품개발 전 과정동안 각각 독립적이고 종합적인 성능평가시스템 구비로 선진화 개발체계 진입
핵심개발 기술의 의의
o 국내외 유일의 고진공펌프 종합특성평가시스템 인프라 구축으로 선진 진공펌프 수준에 대응할 수 있는 국산화 제품개발 능력의 기반을 확립함.
o 첨단산업 및 미래산업의 전개에 따른 진공기술의 필요충분조건에 따라 업그레이드를 통한 새로운 형태의 진공펌프 개발을 선도할 수 있는 인프라를 제공함.

적용 분야
o 크라이오펌프, 터보분자펌프 등 고진공펌프의 국산화 개발
o 배후펌프 등 저진공펌프 개발 및 선진화 토대 제공
o 국내외 전 진공펌프류의 국제소급성을 갖는 진단 및 시험평가
o 첨단 산업체의 근간인 선진 진공기술의 국내외 보급

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2제1 세부과제 ... 3 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3 기술개발사업 주요 연구성과 ... 7제2 세부과제 ... 15 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 15 기술개발사업 주요 연구성과 ... 18제3 세부과제 ... 23 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 23 기술개발사업 주요 연구성과 ... 27목차 ... 33제 1 장 서론 ... 35 제 1 절 과제의 개요 ... 35 제 2 절 국내·외 관련기술의 현황 ... 37 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 ․ 경제적 파급 효과 ... 38제 2 장 세부과제별 최종 목표 및 평가 방법 ... 41 제 1 절 제1 세부과제 ... 41 1. 최종목표 ... 41 2. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 41 제 2 절 제2 세부과제 ... 42 1. 최종목표 ... 42 2. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 43 제 3 절 제3 세부과제 ... 43 1. 최종목표 ... 43 2. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 44제 3 장 세부과제별 연구결과 ... 45 제 1 절 제 1 세부과제 ... 45 1. 연구개발 추진 일정 ... 45 2. 연구개발 추진 실적 ... 46 3. 연구개발 추진 결과 ... 47 제 2 절 제 2 세부과제 ... 111 1. 단계 연구개발 추진 일정 ... 111 2. 단계 연구개발 추진 실적 ... 112 3. 초고속 복합 분자펌프 실용화 설계 및 제작 (제일진공) ... 113 4. 고속 복합분자펌프 해석모델 구축 (군산대학교) ... 115 5. 자기베어링의 제어시스템 및 신뢰성 향상 (한국기계연구원) ... 145 6. 제어시스템 개발(신호시스템) ... 160 7. 시작품 제작 및 성능평가 ... 176 제 3 절 제 3 세부과제 ... 186 1. 연구개발 추진 일정 ... 186 2. 연구개발 추진 실적 ... 188 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 191 4. 크라이오펌프 진단 ... 200 5. 터보분자펌프 진단 ... 229끝페이지 ... 257