KR0138440Y1 - 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이온펌프 셀구조에 관한 것으로서, 외부에 한쌍의 마그네트(1),(1')를 구비한 셀케이스(2) 내부에 내장된 셀밴드(3)에 다수의 원통형 셀튜브(4)를 적층하여 내장하고, 상기 셀밴드(3)의 양 외측면에다 셀밴드(3)의 외측면과 45°각도를 이루도록 티타늄플레이트(5)를 설치하여 복합다이오드형 구조로 이루어져 있다. 이 구조는 아르곤가스가 티타늄플레이트에 45°각도 이상으로 비스듬히 부딪히는 구조이기 때문에 아르곤가스를 포화없이 배출시킬 수 있고 펌핑 속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 제작 및 이온펌프 관리가 용이한 장점이 있는 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀구조이다.

Description

아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀구조

본 고안은 초고진공 배기용 펌프에 관한 것으로서, 특히 셀구조를 복합다이오드형으로 하여 제작이 용이하면서도 아르곤 기체를 포화없이 배기할 수 있는 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀구조에 관한 것이다.

이온펌프 및 제어기(ION PUMP CONTROLLER)는 오일(OIL)과 모터(MOTOR)를 쓰지 않고 오일 오염 및 진동 노이즈가 없기 때문에 초정밀을 요하는 진공 시스템에 초고진공 배기장비로 사용되며, 초고진공 시스템의 주요 적용분야는 우주개발 연구분야, 방사광 가속기 연구분야, 반도체 제조설비 및 연구분야, 금속공학 연구분야, 신소재관련 연구분야, 표면물리 연구분야 등으로서 이온 펌프가 필수적으로 사용된다.

이러한 이온펌프는 진동이 없는 초고진공 배기용 펌프이며, 일반적으로 아르곤가스의 배기속도가 느려 장시간 사용할때 티타늄플레이트에 포화되어 순간적으로 아르곤가스를 방출하게 되는 단점이 있다.

일반적인 종래 다이오드형 이온펌프는 아르곤의 배기속도가 느리며, 장시간 사용할 때 티타늄플레이트에 포하되어 스퍼터링 될 때 순간적으로 아르곤가스를 티타늄과 함께 동시에 방출하게 되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 실정을 감안하여 종래 다이오드형 이온펌프셀구조가 갖는 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 셀구조를 복합다이오드형으로 하여 제작이 용이하면서도 아르곤기체를 포화없이 배기할 수 있는 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 병렬식 이온펌프 셀구조를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 본 고안 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀모듈의 정면도.

제2도는 본 고안 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀모듈의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 마그네트 2 : 셀케이스

3 : 셀밴드 4 : 셀튜브

5 : 티타늄플레이트 6 : 경계부분

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 아르곤가스 포화방지용 이온펌프는 외부에 한쌍의 마그네트(1),(1')를 구비한 셀케이스(2) 내부에 내장된 셀밴드(3)에 다수의 원통형 셀튜브(4)를 적층하여 내장하고, 상기 셀밴드(3)의 양 외측면에다 셀밴드(3)의 외측면과 45°각도를 이루도록 다수의 티타늄플레이트(5)를 설치하여 복합다이오드형 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

미설명부호 6은 셀밴드와 티타늄플레이트의 경계부분을 나타낸다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안 복합다이오드형 이온셀구조를 상세하게 설명한다.

제1도는 본 고안 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀모듈의 정면도, 제2도는 본 고안 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀모듈의 평면도로서, 이온펌프 제어기에서 출력된 고전압이 셀튜브(4)와 셀케이스(2)사이 티타늄플레이트(5)에 인가된다. 그러면 티타늄플레이트(5) 근처에 있는 전자들이 셀튜브(4) 쪽으로 이동하게 된다. 이때 전자들은 가스(질소, 산소, 아르곤, 수소 등)들과 충돌하게 되며, 전자와 충돌된 가스들은 포지티브이온으로 된다. 포지티브이온들은 전기장에 의해서 티타늄플레이트(4)에 강하게 충돌하게 되고, 충돌에 의해서 티타늄원자들이 스퍼터링되며, 스퍼터링된 티타늄원자들이 셀튜브(1) 내부에서 가스들과 화학적 결합을 하면서 가스들이 배기되는 것이다. 그러나 일반적으로 질소, 산소등은 티타늄플레이트(5)를 스퍼터링만 시키면서 가스들이 포획되어 펌핑효과가 나타나지만, 아르곤가스는 스퍼터링 뿐만 아니라 내부침투(Implantation) 효과까지 나타난다. 그래서 종래 셀구조에 있어서는 티타늄플레이트가 셀밴드의 측면과 각을 이루지 않고 평행하게 설치되어 있기때문에 결국 침투된 아르곤가스가 티타늄플레이트에 수직으로 부딪히게 되므로 누적되게 되어 포화된다. 따라서 스퍼터링될 때 티타늄과 아르곤가스가 동시에 방출되어 진공에 나쁜 영향을 주게 된다.

반면에 본 고안에서는 티타늄플레이트(5)가 셀밴드(3)의 외측면과 45°각도를 이루는 구조이기 때문에 아르곤가스가 티타늄플레이트(5)에 충돌될 때 45°각도 이상으로 비스듬히 부딪히게 됨으로써 아르곤 분자가 내부침투되는 효과가 감소하게 된다. 또한 스퍼터링되어 활성화된 티타늄이 용기내에 분사되어 가스들과 결합하는 영역이 넓어지고 구조상 가스분자 이동도가 커지기 때문에 펌핑속도가 증가하게 되고, 포획된 가스들이 셀통벽에 부착되기 때문에 진공용기를 베이크아웃(Bake-Out) 시킬 때 쉽게 리프레쉬(Refresh) 될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 고안은 아르곤가스가 티타늄플레이트에 45°각도 이상으로 비스듬히 부딪히는 구조이기 때문에 아르곤가스를 포화없이 배출시킬 수 있고 펌핑속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 제작 및 펌프 관리가 용이한 장점이 있다.

Claims (1)

1. 외부에 한쌍의 마그네트(1),(1')를 구비한 셀케이스(2) 내부에 내장된 셀밴드(3)에 다수의 원통형 셀튜브(4)를 적층하여 내장하고, 상기 셀밴드(3)의 양 외측면에다 셀밴드(3)의 외측면과 45°각도를 이루도록 창살무늬형 티타늄플레이트(5)를 설치하여 복합다이오드형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 아르곤가스 포화방지용 복합다이오드형 이온펌프 셀구조,