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서보모터의 기본원리 및 GAIN조정

기본원리 및 GAIN조정SERVO MOTOR 편서보는 정확하게는 서보기구 또는 서보 메카니즘이라고 하며, 자동제어의 한 분야를 말합니다. 말의 의미는 JIS에서 [물체의 위치, 방위, 자세를 제어량으로 하여, 목표치의 임의의 변화에 추종하도록 구성된 제어계]로 정의되어 있습니다. 서보(Servo)라는 말은 1934년 H.L Hazen에 의해 처음으로 사용되었습니다. 어원은 라틴어인 Servur(노비라는 뜻)에서 나왔다고 합니다. 노비는 주인의 명령을 충실하게 실행합니다. 서보도 기계를 지령대로 움직이게 하는 것이므로 이러한 이름이 붙었을 것입니다. Servus로부터 Service나 Servant등의 영어가 파생되었습니다.SERVO 란?SERVO는 JIS의 정의에서 말하는 [물체의 위치, 방위, 자세를 제어한다]에는 물체가 목표로 하는 위치만이 아니라, 그 위치에 도달하기까지의 경로나 속도도 포함됩니다. 여기서는 위치나 경로, 속도 등을 제어하는 일을 움직임 이라는 말로 바꿔서 SERVO에는 어떠한 움직임이 필요할 지를 그림으로 정리하였습니다.SERVO의 역할과 예SERVO 기구의 적용 예MOTOR에 회전 검출기(ENCODER)를 탑재하여, MOTOR축의 회전위치 / 회전속도를 AMP로 FEEDBACK하고 있습니다. AMP는 컨트롤러에서의 PULSE신호 (위치지령/속도지령)와 FEEDBACK 신호 (현재위치/속도)의 오차를 연산하고, 이 오차를 0이 되도록 MOTOR 회전을 제어합니다.DC SERVO : BRUSHED DC MOTOR + 앤코더AC SERVO동기형 :유도기형 :SM형(SYNCHRONOUS TYPE AC SERVO MOTOR)영구자석형 AC 서보모터 (PERMANENT MAGNET TYPE AC SERVO MOTOR)IM형 서보모터(INDUCTION TYPE AC SERVO MOTOR) SERVO MOTOR의 종류 SERVO MOTOR의 개요1. SERVO MOTOR의 종류별 특징 및 구조 SERVO MOTOR의 종류별 구조시스템이 복잡하고 서보모터가 큰폭으로 소형화되었습니다. SERVO MOTR가 처음으로 나왔을 때, DC SERVO에 사용된 페라이트 자석, AC SERVO가 개발된 때의 사마륨 코발트 자석, 또한 현재의 네오디움 철 붕소계 자석에 대하여 최대 에너지 크기의 비교를 이 3개의 영구자석 1cm3이 들어올릴 수 있는 철의 양을 표시하였습니다.자성재료의 최대 에너지 크기의 비교* 최대 에너지 크기(MGOe): 자화의 세기(kOe킬로 엘스텟 전압에 상당)와 자속밀도(kG킬로 가우스 전류에 상당)를 곱한 값의 최대치를 말한다. * 그 단위 MGOe(메가 가우스엘스텟)는 kJ/m3(킬로 쥴/m3)로 환산할 수 있으므로, 에너지 크기의 이름이 붙는다. * 자계의 세기를 나타내는데 단위 면적당 자력선의 수를 생각할 수 있습니다. 여러 가지 매질 속에서는 자력선을 통하는 정도가 틀리므로 이것을 유자율이라 하고, 자력선의 수에 유자율을 곱한 값을 자속밀도라고 합니다. STATOR(스테이터)미진동(Hunting)엔코더의 분해능엔코더의 분해능정지상태정지정도분해능[˚ / step]2. SERVO MOTOR의 특성 회전각도, 회전속도제어가 쉽다. 이동량 [°] = 엔코더 분해능[°] × PULSE 수  고 분해능, 고정도 위치 결정분해능그림에서 보듯이 STATOR는 외부코어, 코일, 내부코어로 구성됩니다. 또한 코일은 영구자석의 극수에 맞춰 UVW3상이 조화를 이룬 구조를 하고 있습니다. 코어는 자속이 N극에서 S극으로 통하는 통로가 되는 부분으로, 유자율이 높은 규소강판을 적층하여 형성됩니다.SERVO MOTOR 응답성위치결정시간 = PULSE열 신호입력시간 + 정정시간 SERVO MOTOR의 토크-속도 특성컨버터부인버터부전력부제어부전류 연산부동력 전원 LINEPULSE신호MOTOR엔코더위치·속도 FEEDBACKDRIVER(AMP)3. SERVO MOTOR의 SYSTEM SERVO MOTOR의 SYSTEM SERVO MOTOR의 SYSTEM 구성속도제어 증폭부컨버터부D/A 변조부편차 카운로 구성되어있어 3개 모두 일체화되어 있는 것이 보통입니다. SERVO AMP의 소프트웨어화에 의해 현대 제어이론의 실용화가 구현되어, SERVO의 현저한 고성능, 고기능화가 실현되고 있습니다. SERVO 제어부 – 위치 제어부상위 콘트롤러로 부터의 위치결정 지령을 관리하고, 그 지령으로부터 속도지령 을 만들어 다음 단계인 속도 제어부로의 입력을 합니다. 일반적으로 위치결정 지령은 펄스열에서 입력됩니다. 펄스의 총수가 위치결정 지령값(위치결정량)이됩니다. 위치결정 속도는 단위 시간당 펄스 수(펄스 주파수)로 부여됩니다. 예를 들어 지령단위 0.001mm(1펄스에서 0.001mm움직인다)로 20mm의 거리를 약 2초에서 위치결정을 하고자 하는 경우는 상위 콘트롤러는 20000개 의 펄스를 매초 10000개의 비율로 SERVO AMP에 부여하게 됩니다. 위치 제어부는 아래그림의 개략 블록도에 나타낸 바와 같이 상위 컨트롤러로 부터의 펄스를 가산하여 엔코더로부터의 피드백 펄스를 감산하는 기능을 가진 편차 카운터라고 불리는 카운터와 이 편차 카운터의 값에 따라 다음 속도제어부로의 지령을 만드는 속도지령 발생기로 구성됩니다.위치 제어부 계략 블록도 SERVO 제어부 – 속도 제어부SERVO AMP가 속도제어용으로 사용되는 경우는 상위 컨트롤러로부터의 속도 지령치와 현재의 피드백 속도를 비교하여 그 차이가 0이 되도록 다음의 전류(토크)제어부에 전류(토크)지령을 부여하는 일을 합니다. 속도지령은 일반적으로 아날로그 전압으로 부여됩니다. 예를 들어 아래그림 처럼 0~±6V 입력으로 모터는 ± 정격 회전속도로 회전하는 셈이 됩니다. 최근의 서보 드라이브에서는 속도제어 범위는 1:5000 정도가 됩니다.속도 제어부에 대하여 강조하고 싶은 것은 속도 제어부는 비례기와 적분기로 구성되어 있다는 것입니다.아날로그 속도지령과 회전속도속도 제어부 블록도 SERVO 제어부 – 속도 제어부위치제어부의 경우는 피드백 펄스수가 지령 펄스수에 일치할 때까지 위치결정 되므로 최종적으로 위치.INCREMENTAL TYPELED수광소자파형발생회로슬릿판고정 SLIT* 전원을 OFF한 후 다시 ON하여도 현재의 위치 값을 기억 엔코더의 종류- 광학식 엔코더ABSOLUTE TYPE광학소자슬릿판ROTORLED센서출력각도4. 엔코더RESOLVER 구조출력 신호- 자기식 엔코더* ROTOR의 작은 돌극과 STATOR의 작은 돌극의 공간변화에 따른 INDUCTANCE의 변화를 이용 ROTOR의 위치를 검출 * 특징 * 소형,SLIM화 가능 * 고 분해능이 가능 * 내환경성이 강함(특히 열에 강함.)* Z상(Zero신호) OR C상 1회전에 1개만 출력되는 신호로서 원점신호라 한다. 즉, 외부 카운터의 리세트나 원점 위치 검출용이다. * 일반적으로 많이 사용하는 출력 신호 A. OPEN COLLECTOR 출력 : 엔코더 출력단에 NPN 트랜지스터를 사용하여 트랜지스터의 EMITTER단자를 0V와 연결하고 COLLECTOR 단자를 Vcc와 개방하고, COLLECTOR 를 출력하는 출력 방식이며 주로 엔코더의 전원전압과 COLLECTOR 의 전원전압이 일치하지 않을 경우 많이 사용함. B. LINE DRIVER 출력 : 엔코더 출력화로에 LINE DRIVER 전용 IC를 사용하는 출력방식이다. 고속응답 특성, 내노이즈 특성이 강하며, 장거리 전송에 적합하다. 엔코더의 검출신호펄스신호 발생의 원리* A, B상 A상과 B상 출력신호의 위상차 90°로 이루어진 DIGITAL신호로서 회전방향(정, 역회전)을 판별하고 위치값을 카운트하는 신호임. 엔코더의 분해능검출대상을 어느정도 세밀하게 검출할 수 있는지의 값을 분해능이라고 합니다. 모터의 경우는 엔코더에 구분된 슬릿수로 결정됩니다. 엔코더는 모터 샤프트에 직결됩니다. 작은 용량(출력)의 모터에 직경이 큰 엔코더는 균형이 맞지않으므로, 작은 모터에는 작은 엔코더, 큰 모터에는 큰 엔코더로 합니다. 30W(와트)~100W클래스에서는 2048P/R(Pulse/Revolution) 정도, 그 이상에서는 1638P/R이나 3없는 상태가 발생한다. 결과는 목표값에 아주 가까운 제어량의 상태에서 안정한 상태로 되고 만다. 이렇게 되면 목표값에 가까워지지만, 아무리 시간이 지나도 제어량과 완전히 일치하지 않는 상태로 되고 만다. 이 미소한 오차를 잔류편차 라고 한다. 이 잔류편차를 없애기 위해 사용되는 것이 적분 제어이다. 즉, 미소한 잔류편차를 시간적으로 누적하여, 어떤 크기로 된 곳에서 조작량을 증가하여 편차를 없애는 식으로 동작시킨다. 이와 같이, 비례 동작에 적분 동작을 추가한 제어를 PI 제어 라 부른다. 이것을 그림으로 나타내면 아랫 그림과 같이 된다. PID제어3. 미분 제어와 PID 제어 PI 제어로 실제 목표값에 가깝게 하는 제어는 완벽하게 할 수 있다. 그러나 또 하나 개선의 여지가 있다. 그것은 제어 응답의 속도이다. PI 제어에서는 확실히 목표값으로 제어할 수 있지만, 일정한 시간(시정수)이 필요하다. 이때 정수가 크면 외란이 있을 때의 응답 성능이 나빠진다. 즉, 외란에 대하여 신속하게 반응할 수 없고, 즉시 원래의 목표값으로는 돌아갈 수 없다는 것이다. 그래서, 필요하게 된 것이 미분 동작이다. 이것은 급격히 일어나는 외란에 대해 편차를 보고, 전회 편차와의 차가 큰 경우에는 조작량을 많이 하여 기민하게 반응하도록 한다. 이 전회와의 편차에 대한 변화차를 보는 것이 미분 에 상당한다. 이 미분동작을 추가한 PID 제어의 경우, 제어 특성은 아랫 그림과 같이 된다. 이것으로 알 수 있듯이 처음에는 상당히 over drive하는 듯이 제어하여, 신속히 목표값이 되도록 적극적으로 제어해 간다. PID제어4. 컴퓨터에 의한 PID 제어 알고리즘 원래 PID 제어는 연속한 아날로그량을 제어하는 것이 기본으로 되어 있다. 그러나, 컴퓨터의 프로그램으로 PID 제어를 실현하려고 하는 경우에는 연속적인 양을 취급할 수 없다. 왜냐하면, 컴퓨터 데이터의 입출력은 일정시간 간격으로밖에 할 수 없기 때문이다. 게다가 미적분 연산을 착실히 하고 있는 것에서는 연산에 요하는 능력w}

공학/기술| 2011.06.27| 31페이지| 3,000원| 조회(3,666)

서보, 모터, 서보모터, 튜닝, Motor, Gain, Servo

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STEP모터 기초에서 사용법까지

스테핑 모터의 기본에서부터 사용법까지目次１．스테핑 모터란 ２．고분해가능·고정밀도의 구조 ３．스테핑 모터의 기본 특성 ４．설치와 배선 ５．운전 데이터의 설정１．스테핑 모터의 특징１－１．스테핑 모터의 움직임 １－２．운전 시스템에 대해서 １－３．회전량은 펄스수에 비례 １－４．회전 속도는 펄스의 속도에 비례 １－５．자기 보관 유지력이 있다１－１．스테핑 모터의 움직임일정 각도씩 회전하는 모터입니다. ・스텝각 ０．７２° ・정지 정밀도 ±０．０５이내(무부하시）１－２．운전 시스템에 대해서운전 시스템에는 다음의 3점이 필요합니다。・콘트롤러 ・드라이버 ・스테핑 모터스테핑 모터는 펄스 신호로 간단하게 제어할 수 있습니다。１－３．회전량은 펄스수에 비례펄스수로 정확한 위치 결정 운전을 할 수 있습니다。모터 회전량［°］＝ 스텝각［°／ｓｔｅｐ］ × 펄스수１－４．회전 속도는 펄스의 속도에 비례모터회전속［ｒ／ｍｉｎ］＝ × 펄스 속도［Hz× ６０스텝각［°／ｓｔｅｐ］３６０［°］펄스 속도(주파수)로 정확하게 회전 속도를 제어할 수 있습니다。１－５．자기 보관 유지력이 있다－통전되고 있는 경우－ 자기 보관 유지력이 있습니다。－정전했을 경우－ 자기 보관 유지력은 소실합니다。 승강 장치에서는 전자 브레이크 첨부 타입을 사용해 주십시오。２．구조와 동작 원리２－１．스테핑 모터의 구조 ２－２．로터의 구조 ２－３．고정자-의 구조 ２－４．동작 원리(A상여자) ２－５．동작 원리(B상여자)２－１．스테핑 모터의 구조고정자-와 로터에는 소이빨이 잘리고 있습니다。２－３．ローターの構造소치수 ５０개 소이빨 피치（τＲ）７．２°로터 1로터 2２－２．고정자-의 구조소이빨 피치의 6/10어긋난다 배치합니다.２－４．동작 원리(A상여자)A상자극의 소이빨과 로터 1의 소이빨이 거래합니다。 B상자극의 소이빨과 로터 2의 소이빨이 0. 72о어긋나고 있습니다。・０．７２°＝ τＲ１１０２－５．동작 원리(B상여자)B상자극의 소이빨과 로터 2의 소이빨이 대향한 상태로 정지 섬 .３．기본 특성３－１．회전 속도-토르크 특성 ３－２．회전 속도-온도 상승 특성 ３－３．회전 속도-진동 특성３－１．회전 속도-토르크 특성（１）３－１－１．회전 속도-토르크 특성３－１．회전 속도-토르크 특성(2)３－１－２．운전 패턴자기동 운전 패턴가감 속도 운전 패턴３－１．회전 속도-토르크 특성(3)프르인트르크는 기재 하고 있지 않습니다.３－１－３．카탈로그 게재의 데이터３－２．회전 속도-온도 상승 특성(1)３－２－１．절연 계급과 허용 온도３－２．회전 속도-온도 상승 특성(2)허용 온도의 기준 ・모터 케이스 중앙부 100℃이하３－２－２．온도 상승３－３．진동 특성(1)３－３－１．진동 특성의 측정 개요DC낙지 제네레이터 ・3Ｖ／1000［ｒ／ｍｉｎ］３－３．진동 특성（２）３－３－２．진동의 모습３－３．진동 특성（３）저속 운전의 경우에 진동이 눈에 띕니다.３－３－３．진동 특성４．입력/출력 신호와 드라이버의 기능４－１．입력/출력 신호에 대해서 ４－２．입력 신호 ４－３．출력 신호 ４－４．드라이버의 대표적인 기능４－１．입력/출력 신호에 대해서입력 신호 ・ CW, CCW 펄스 입력 ・ A. W. OFF 입력 ・ C/S입력출력 신호 ・ O. H. 출력 ・ TIM 출력４－２．입력 신호(회로)공급 전압 Vcc가 5 V를 넘는 경우는、 반드시 외부 저항 Rout를 접속해 주세요。４－２－１．입력 회로４－２．입력 신호회전량과 회전 속도를 지령하는 신호입니다. 1 펄스 입력 방식과 2 펄스 입력 방식이 있습니다.４－２－２．펄스 입력２パルス入力方式１パルス入力方式４－２．입력 신호(A.W.OFF)스테핑 모터를 무여자 상태로 하는 신호입니다。４－２－３．A. W. OFF(출력 전류 오프) 입력４－２．입력 신호(C/S)스텝각 설정 스윗치(DATA1, DATA2)로 설정된 스텝각을 바꾸는 신호입니다.４－２－４．C/S(스텝각 바꾸고) 입력４－３．출력 신호(회로)공급 전압 Vcc가 5 V를 넘는 경우는, 반드시 외부 저항 Rout를 접속해 주세요。４－３－１．출력 회로４－３．출력 신호（O.H）과열 보호 기능이 일했을 때에 출력됩니다. ·드라이버 내부 약 80℃４－３－２．Ｏ．Ｈ（오버히트) 출력４－３．출력 신호（T.I.M）스테핑 모터의 여자 상태가 여자 원점 때에 출력됩니다.４－３－３．Ｔ．Ｉ．Ｍ（여자 타이밍) 출력４－４．드라이버의 대표적인 기능４－４－１．드라이버 각부의 명칭４－４．드라이버의 대표적인 기능（스텝각）16 종류의 스텝각으로부터 임의로 설정할 수 있습니다。４－４－２．스텝각 변환 스윗치４－４．드라이버의 대표적인 기능（모터 전류）운전 전류와 정지 전류를, 각각 조정할 수 있습니다４－４－３．모터 전류 조정 스윗치４－４. 드라이버의 대표적인 기능(펄스 입력)２パルス入力方式１パルス入力方式４－４－４．펄스 입력 방식 변환 스윗치콘트롤러의 펄스 출력 방식에 맞추어 설정합니다.４－４드라이버의 대표적인 기능(smooth 드라이브 )４－４－５．smooth 드라이브 기능 변환 스윗치보다 저진동·저소음의 운전을 할 경우에 설정합니다。{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.06.22| 37페이지| 3,500원| 조회(589)

모터, 서보모터, step, 스텝모터, Motor, 스텝핑모터, stepmotor

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클린룸에 대해

Clean Room의 이해목 차클린룸의 정의 클린룸의 규격 기류방식에 따른 클린룸 시스템 공조방식에 따른 클린룸 시스템 클린룸의 주요장치 클린룸의 구성재1. 클린룸의 정의“부유입자들의 농도가 제어되고 한 개 이상의 크린존 포함한 실” 미국연방규격 209E “집진된 먼지들을 조절할 수 있고, 실내에서 먼지들의 삽입, 생성, 보유 등을 최소화시키는 수단으로 기송되고 이용되어지며 필요에 따라 적절한 변수(온도, 습도,압력)들을 조절하는 것” ISO 146644-12. 클린룸의 규격CLEAN ROOM의 규격은 현재 세계 모든 국가에서 미연방 규격 및 공군규격, 세균을 포함시킨 미항공우주국(NASA) 규격이 일반적으로 사용. 우리나라는 독자적인 규격이 없기 때문에 다음과 같은 미연방 규격에 준하고 있다.2. 클린룸의 규격 – Clean Class 정의CLASS란 1입방 ft의 공기체적내에 입경 0.5㎛(1㎛=1/1,000mm) 이상의 입자의 갯수대기중 부유미립자의 크기 비교표 (단위: ㎛)Class의 기준이 되는 입자(Patical)의 크기3. 기류방식에 따른 크린룸 시스템실내조건에 따라 청정도가 좌우되며 정상유지에는 장시간이 소요된다간단한 구조로 고도의 청정도를 유지하며, 발생된 먼지가 빨리 처리됨취출구는 천장 의 80%을 차지한다. 생산 기기 배치가 자유롭다.기타 특징작업부마다 고정도 제어가능불균형이 있다.불균형이 있다.상류와 하류에서 불균형이 있다.실 전체 제어로 실내의 불균형이 있다.고정도 공조제어라인증설가능곤란아주곤란곤란곤란확장성곤란용이용이곤란용이실배치 가변성중중저중고운전비중중저중고설비비60~4040~2030~204060~40습식방식600~400400~2560~25400600~400필터방식환기 횟수 R/Hr작업자의 영향이 가장 적다.레이아웃에 따라작업자의 영향이 약간 있다.작업자로부터 영향이 있다.상류의 발진이 하류에 영향을 준다.작업자로부터 영향이 적다.가동시의 청정도CLASS 10~200CLASS 100~100,000CLASS 1,000~100,000CLASS 100CLASS 10~100청정도터널방식혼류방식난류방식수평층류방식수직층류방식방식3. 기류방식에 따른 크린룸 시스템▶ 수평 층류형 클린룸 (Horizontal Laminar Airflow Clean Room)천장 전면에 고성능 필터를 붙이고 바닥에 는 격자면을 설치하여 전면 흡입함으로서 청정공기를 수직으로 흐르게 하는 방식. 실내 공간에서 발생한 부유미립자는 그 위 치에서 곧 하류로 흘러 내려가 주위에는 영향을 주지 않기 때문에 초청정공간 Class 1에서 Class 100의 실현이 가능함. 취출풍속은 0.23~0.5m/sec 정도. (CLASS: 1~100)3. 기류방식에 따른 크린룸 시스템▶ 수직 층류형 클린룸 (Vertical Laminar Airflow Clean Room)한쪽의 내벽 전면에 고성능 필터를 설치하 여 반대쪽의 벽체전면에서 빨아들여 청정 공기를 수평으로 흐르게 하는 방식. 상류측의 작업영향으로 하류측에서는 청정도가 저하되며 취출풍속은 45m/sec 이상이다. (CLASS: 100~1,000)3. 기류방식에 따른 크린룸 시스템▶ 비층류층 클린룸 (Turbulent Airflow Clean Room)일반 공기조화설비의 취출구에 고성능 필터를 취부한 방식으로 청정한 취출 공기에 의해 실내 오염원을 희석하여 청정도를 상승시키는 희석법. (CLASS: 1,000~100,000)4. 공조방식에 따른 크린룸 시스템▶ OPEN BAY SYSTEM천정면에 초고성능필터(ULPA 혹은 HEPA)를 설치하고 Dead Space를 적게 하는 System Ceiling 방식. Mega Bit 시대에 알맞은 System 으로 평가받고 있음.경년 변화가 없이 안정화한 젤리상의 Sealer 또는 Silicone sealant를 사용하고 있어 공기 누설의 걱정이 없으며, 조명은 대전방지 아크릴카바를 씌운 Tear Drop 형광등으 로 형광등 높이를 낮추어서 난류 구역을 줄인다. Aluminum flame을 사용하여 가늘고 가볍지만 충분한 강도를 가지고 있다. 프레임 접속부분이 Smart하고, 외관이 우수하며, 프레임 가공은 전체공장에서 실시하므로 현장 시공 공기가 짧다. ULPA, HEPA 마감 판넬의 조립에 의해 Class 1 ~ 1000의 클린룸을 자유롭게 설계 할 수가 있다. 감지기나 스피커는 Al Mould Bar에 직접 취부 하므로 천정면의 필터 취부 면적을 최대 로 할 수 있다.4. 공조방식에 따른 크린룸 시스템▶ CTM SYSTEM (Clean Tunnel Module)팬박스와 필터 부착부분을 일정한 크기 의 모듈로 만들어 Bay의 길이만큼 연결 함으로서 온/습도를 각 Zone별로 제어할 수 있다.초정밀 온도조절장치를 터널에 연결하여, 전풍량의 10~20%를 Control함으로써 전체를 ±0.1℃ 까지 유지할수가 있다. 각각의 시스템은 Unit화 되어 있고, 조합이 자유롭게 선택되고, 조립.증설이 쉽게 행해진다. Filter는 0.1㎛, 0.3㎛용 모두 사용이 가능하다. 기류조정은 Shutter 부착 Access floor를 설치하여 제조장치를 설치한 후에도 쉽게 조정한다. 자립방식은 어떤 모양의 장소에도 설치 가능하고, 건축설비와는 분리계획이 가능하다.4. 공조방식에 따른 크린룸 시스템▶ FFU SYSTEM (Fan Filter Unit)천장에 설치된 FFU 및 Blind Panel 의 변경에 의하여 Lay-Out 변경이 가능. 온도는 Dry Coil에 의하여 설정된 온도 조건으로 되며, 습도는 외기처리 공조기 에 의하여 노점 제어됨.고 청정도 유지에 비해 설비비 및 운전비가 저렴하며 제조장치의 Lay-out 변경에 따른 유연성이 좋다. 공조기계실의 면적을 작게 하고 건설공기가 대폭 단축된다. 작업을 정지하고 않고 제조장치를 교환할수 있으며, 향후 확장성이 매우좋다.5. 클린룸의 주요 장치▶ Fan Filter Unit고청정이 필요한 장비의 상부 천장 면에 설치하여 사용하는 기기로 알루미늄으로 만들어져 가벼우며, ROOM 구성 및 LAYOUT을 자유로이 변경 가능한 기기▶ Blow Filter UnitFILTER UNIT에 소형 BLOWER가 부착되어 DUCT에 연결하거나 자체 순환을 통해 실내 에 청정공기를 공급하는 장치5. 클린룸의 주요 장치▶ Air ShowerClean Room이나 청정 작업실에 입실 시 외부로부터 오염물질이 유입 되는것을 방지하기 위하여 인체에 부착된 분진 또는 미생물류를 고속의 청정공기로 세정/제거하는 장치.▶ Pass BoxClean Room에 있어서 청정도를 유지하고 외기의 유입을 방지하기 위하여는 인원의 출입과 이동을 최소 한으로 억제하는 것이 중요하다. Pass Box는 청정구역과 비청정 구역의 경계에 설치하 여 사람이 출입하지 않고 물품의 출입을 가능하게 하는 장치.5. 클린룸의 주요 장치▶ Relief Damper실내의 정압을 일정하게 유지하고 공기의 흐름 방향을 제어하며 실내외 또는 인접실관의 공기 차입을 제어하는 기기로 실외 오염공기가 크린룸을 오염시키는 것을 방지.▶ HEPA Filter UnitHEPA Filter를 내장한 Unit로 천장에 부착 설치. 실내공급공기를 HEPA Filter Unit를 통해 공급 하므 로서 Class 1,000~100,000의 청정도를 유지 시킬 수 있는 Clean Room의 기본 Unit.6. 클린룸의 구성재▶ 천장SGP 패널, 샌드위치 패널Upper Ceiling철, 크롬도금볼트pvc,네오 플레인 고무가스켓알루미늄(알루마이트 처리)프레임재Steel + 소부도장천정패널Double C 형강 , S/Q Pipe천정구조물내화피복 후 Beam Cover, 내화페인트하지처리철골, 데크슬라브하지재질(성분)재료명▶ 벽스틸패널(스틸+소부도장),AL패널(AL+소부도장)파티션실리콘 실란트실링재SGP DOOR, STEEL DOORDoor수지계 도료도장플러스터 보드, 규산칼슘판하지재질(성분)재료명▶ 바닥수지계도료(에폭시,아크릴,우레탄,에포킨)방진도장H-beam, 원형 Post, Rc PostGrill PostAluminum Panel, Steel PanelAccess FloorH-beam, Waffle 보Grill Beam프라이머하지처리콘크리트, 모르타르하지재질(성분)재료명{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.06.22| 16페이지| 1,500원| 조회(1,555)

반도체, 디스플레이, 클린룸, ldc

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전자부품의 종류 및 특성

전자부품의 기초지식차례목적 저항기 (Resistance) 용량기 (Condenser or Capacitor) 다이오드 (Diode) 트랜지스터 (Transistor) 집적회로 (Integrated Circuit ; IC) 계전기 (Relay) 프린트기판 (Printed Circuit Board) 선재 (線材 ; Wire)1. 목적전자회로의 기본적 구성부품에 대한 이해 상담 및 Trouble 발생 시 대응가능 간단한 양불판정2. 저항기 (Resistance)전류의 흐름을 억제하는 기능 회로에서는 과 같이 표시 단위는 ohm(Ω) 정격 이상의 전력 인가 시 열발생, 타버림 전력(W) = 전류제곱(I2)×저항(R)2. 저항기 (Resistance)탄소피막 저항기 - 가장 일반적, 저가격의 저항기 - 잡음(Noise) 발생2. 저항기 (Resistance)저항 어레이(Array) - 실장공간 절약2. 저항기 (Resistance)금속피막 저항기 - 탄소저항기보다 정밀도가 높음 - Filter회로 등의 정밀도 를 요구하는 부분에 사용2. 저항기 (Resistance)가변 저항기 - 으로 표시 - 음량조절 등 저항값을 변화시키는 용도에 사용2. 저항기 (Resistance)수광소자(CdS) - 카드뮴 사용 - 빛의 양에 따라 저항값이 변화함2. 저항기 (Resistance)할로우 저항기 - 권선을 애자에 감은 구조 - 대전력용 저항기 시멘트 저항기 - 세라믹케이스에 저항 삽입 후 특수한 시멘트로 제작2. 저항기 (Resistance)2. 저항기 (Resistance)과전압, 과전류로 인해 파손된 모습2. 저항기 (Resistance)과전압, 과전류로 인해 파손된 모습2. 저항기 (Resistance)과전압, 과전류로 인해 파손된 모습3. 용량기 (Condenser)전기를 축적하는 기능 직류전류를 차단하고 교류전류를 통과 시키는 기능 회로도에서는 으로 표시 용량의 단위는 Farad (F)3. 용량기 (Condenser)전해콘덴서 - Al전극, 얇은 산화막의 유전체 사용 - 과전압인가, 극성을 바꾸어 접속시 파열3. 용량기 (Condenser)탄탈 콘덴서 - 전극에 탄탈륨 사용 - 온도에 의한 용량변화가 적고 특성 우수3. 용량기 (Condenser)세라믹 콘덴서 - 고주파 특성이 양호 - 작은 용량 - 극성 없음3. 용량기 (Condenser)마일러 콘덴서 - 폴리에스테르 필름 사용 - 저가, 정밀도는 낮음 - 극성없음3. 용량기 (Condenser)시멘스 MKT 적층콘덴서 - 증착금속피막 사용 - 전극이 얇아 소형화 가능 - 극성없음3. 용량기 (Condenser)가변용량 콘덴서 - 주파수 조정 등에 사용3. 용량기 (Condenser)과전압에 의해 파손된 모습3. 용량기 (Condenser)과전압에 의해 파손된 모습4. 다이오드 (Diode)전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 반도체 부품 회로기호는4. 다이오드 (Diode)4. 다이오드 (Diode)순방향으로 전압 인가시 전류가 흐름 역방향으로 전류 인가시 전류는 흐르지 않음 제너다이오드 - 항복전압을 이용한 정전압 다이오드4. 다이오드 (Diode)발광다이오드 - 순방향 전압인가 시 빛을 발산함 (Light Emited Diode)4. 다이오드 (Diode)과전압, 과전류 등에 의해 파손된 모습5. 트랜지스터 (Transistor)전류를 증폭하는 역할 ON/OFF의 스위치 역할5. 트랜지스터 (Transistor)5. 트랜지스터 (Transistor)이물질에 의해 파손된 모습6. 집적회로 (IC)IC (Integrated Circuit) 트랜지스터, 저항, 콘덴서류를 고밀도로 집적하여 패키지화 한것.6. 집적회로 (IC)과전압, 과전류로 인해 파손된 모습6. 집적회로 (IC)과전압, 과전류로 인해 파손된 모습6. 집적회로 (IC)과전압, 과전류에 의해 파손된 모습7. 계전기 (Relay)코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용 철판을 끌어당겨 철판에 붙어있는 스위치를 ON/OFF시키는 원리8. 프린트 기판 (PCB)PCB (Printed Circuit Board) 전자회로를 조립하기 위해 부품을 탑재하는 판 손수 제작하거나 대량으로 생산가능8. 프린트 기판 (PCB)DIP 타입의 IC 및 Wrapping Wire를 이용하여 배선하기 위한 기판8. 프린트 기판 (PCB)과전압, 과전류에 의해 파손된 모습9. 선재 (線材, Wire)회로부품 또는 장치를 전기적으로 접속 일반전선, 회로접속용 Wrapping Wire, 포르말 또는 에나멜 선 등9. 선재 (線材, Wire)선의 굵기에 따라 전송할 수 있는 전류량이 틀리므로 적합한 전선을 사용해야 함. * AWG (American Wiring Gauge) - 미국 및 그 밖의 지역에서 구리, 알루미늄 및 기타 전선의 굵기를 나타내는 단위9. 선재 (線材, Wire)과전압, 과전류에 의해 단선된 모습9. 선재 (線材, Wire)과전압, 과전류(이물질 투입)에 의해 열화된 모습9. 선재 (線材, Wire)과전압, 과전류에 의해 파손된 모습{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.06.22| 44페이지| 2,000원| 조회(505)

트랜지스터, 콘덴서, 전자부품, 코일

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태양전지의 이해 및 공정

메인태양전지 이해를 위한 사전지식 작성자: 김 영문목 차1. 태양전지 기초상식2. 실리콘 제조편5. 태양전지 제조편6. 태양전지 관련용어3. 다결정 실리콘 만들기4. 단결정 실리콘 만들기1. 태양전지 기초상식태양전지 기초상식금괴와 규소괴태양전지를 만들기 위해서는 다양한 재료가 사용될 수 있으나 가장 널리 사용되는 재료는 실리콘입니다.금은 99.99%순도만 되어도 국제적으로 순금으로 인정받습니다. 그러나 반도체나 태양전지의 원료가 되는 실리콘의 경우 99.99%는 쓰레기로 인정받습니다. 그 만큼 실리콘의 순도는 최종제품의 품질을 결정하는데 핵심적인 역할을 합니다. 그래서 이러한 순도를 표시할 때 정수자리 및 소수 자리를 포함하여 9가 몇 개 있는지 알기 쉽게 표기하기 위해 SIX NINE(6N), 즉 9가 여섯 개 있다는 형식으로 표기합니다. 9가 6개(6N) 이상이 되는 실리콘 덩어리(잉곳)을 얇게 저미어 웨이퍼를 만들고 이것을 태양전지로 만듭니다. 컴퓨터의 메모리 등에는 9가 11개(11N)인 고품위 실리콘 덩어리를 잘라서 사용합니다.태양전지 기초상식실리콘이란?실리콘(SILICON)은 우리가 알고 있는 원소기호 SI로 준금속에 속하는 회색의 깨어지기 쉬운 물질입니다. 지구상에서는 27.8%에 해당하는 물질로서 생물학자들은 생명체들이 탄소대사를 하지 않았다면 실리콘으로 대사하는 생물체로 출현하였을 수도 있다고 말하기도 합니다.위 표에서 알 수 있듯이 실리콘(SILICON)은 1410도 에서 녹으며 물보다는 2.3배 무겁습니다.태양전지 기초상식실리콘의 종류실리콘(SILICON)은 원료 광석부터 고품위 반제품까지 몇 가지로 나눌 수가 있습니다. 아래에 보시면 품위에 따라 크게 3가지로 분류해 놓았습니다.태양전지 기초상식실리콘의 산업별 용도실리콘은 원래 반도체 업계에서 만이 사용하였는데 지금은 태양광 쪽에서도 많이 사용되고 있습니다.태양전지 기초상식폴리실리콘의 통계자료향후 태양광의 전체에너지 포션(1 EJ는 10^18 J)전세계 폴리실리콘 수급 추이 및 전망(단위:를 탄소 등과 함께 분쇄로에 넣어서 용융 (SiO2의 환원반응)해 순도 98%이상의 금속급 실리콘을 얻습니다.주요 불순물은 규소화합물의 형태로 존재하는 철, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘과 기타 제거가 어려운 붕소, 인, 카본 등입니다. 전세적으로 연간 약 백만 톤이 생산되고 있는데 주고 전기료가 싸고 원료인 석탄 자원이 풍부한 국가들이 주로 생산합니다.실리콘제조금속급 실리콘에서 실란가스만들기폴리실리콘의 생산이라는 것은 천연실리콘(순도98%이상)를 태양전지(6N ~ 9N)나 반도체(11N) 원료로 사용 가능하게 정제하는 것입니다. 이 과정의 핵심은 금속급실리콘(MGS)를 염화수소(HCI)와 반응을 통해 실란가스를 뽑아내고 이를 재 처리하여 순도 높은 Si를 추출하는 과정입니다.실리콘제조실란가스에서 폴리실리콘만들기가스화공정으로 얻어진 실란을 이용하여 폴리실리콘을 만드는 공정입니다. (지멘스방식)폴리실리콘을 만드는 과정을 석출과정이라고 하는데 석출이란 사전적의미로 온도를 녹는점 이하로 낮춰 액체상으로부터 고체상을 만들어내거나 온도에 따른 용해도 변화에 의해 용질이 결정화되는 현상이라고 표기하고 있습니다. 그림을 보면서 설명하자면 석영재질로 이루어진 종모양의 반응기 내부에 가느다란 실리콘 코어 필라멘트를 여러 개 설치하고 전극에 고정한 후 300도 정도 예열하면서 TCS와 수소를 반응기 안으로 공급하면 실리콘 코어 필라멘트에 Si가 모이면서 점차 굵어지게 됩니다.3. 다결정 실리콘 만들기다결정 실리콘폴리실리콘으로 다결정 실리콘 만들기1. 다결정 잉곳 만들기실리콘 제조과정을 통해 만들어진 폴리실리콘을 다결정 도가니에 넣고 섭씨 1415도로 녹인 후 서서히 냉각 시키면 사각 형태의 다결정 실리콘 덩어리를 만들 수 있습니다.다결정 응고형태다결정 실리콘다결정 실리콘에서 WAFER만들기1. 잉곳 자르기(SLICING) 와이어 소잉(WIRE SAWING)다결정 잉곳이 만들어 지면 SAWING장비를 이용하여 직사각형형태의 모양으로 자릅니다.쏠라셀에 사용되어지는 WAFER는 일반적으, 어떠한 불순물도 석영도가니(QUARTZ CRUCIBLE) 안에 들어가게 해서는 안 된다. 또한 항상 CLEAN BENCH를 사용해야만 하며, 작업자는 필히 보안경과 비닐장갑 등을 착용하여 오염을 방지해야 한다단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기2. MELTINGMELTING이란 STACKING한 POLY SILICON이 완전히 녹아서 액체 상태가 되는 것을 말하며, [그림5은 녹고 있는 과정][그림6은 MELTING상태에서 GRANULE POLY를 삽입 같이 MELTING하고 있는 모습] 이 공정에서는 PULLER(GROWER)내에 있는 ELECTRICAL HEATER (전기히터)로 석영도가니(QUARTZ CRUCIBLE)를 약 15000도 정도 높이게 된다. 이렇게 하여 완전히 녹은 POLY SILICON을 MELT라 부른다.단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기3. DIPPINGDIPPING란 POLY SILICON이 완전히 녹은 MELT상태에서 종자 (SEED)를 접촉시키는 작업을 말한다. 잉곳을 만들기 위해 MELT에 SEED를 심는데 SEED는 사각봉 형태인 단결정으로 만들어지며 직경은 약 1.2Cm 가량되고, 길이는 약 15Cm정도이다. MELT에 SEED를 담그면, SEED주위에 밝은 환형이 나타나는데 이것을 MENISCUS라 부른다. 이 현상은 액체 상태의 SILICON과 고체상태의 SILICON SEED 사이 접촉면의 가장 자리 상태를 정확하게 파악하는데 도움을 주며, MENISCUS를 정확히 파악해야만 좋은 단결정 실리콘으로 성장시킬 수 있다. 만일, MELT의 온도가 낮게 되면 MENISCUS가 부분적으로 발생 하거나, SEED주위에 ICE(고체)가 발생하게 되어 올바른 잉곳으로 성장시킬 수 없습니다. 반대로 MELT의 온도가 아주 높으면 MENISCUS가 SEED의 직경보다 작아지거나 아예 없어지게 됩니다.단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기4. NECKINGDIPPING후 NECKING을 시작 NECKING이란 S 고체상태의 SILICON에 달라붙어서 고체화하는 속도가 빨라져서 직경이 커지게 된다.단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기6. BODY GROWTHSHOULDERING 작업공정에서 목적하는 결정 직경만큼 커졌을 때 그 결정을 그대로 계속하여 목적하는 길이 까지 유지하게 되며, 이러한 작업을 BODY GROWTH라 한다. 이 작업은 자동장치(AUTOMATIC DIAMETER CONTROL)에 의해서 CRYSTAL의 직경을 조절하게 되어있다. BODY GROWTH에서 주의해야 할 사항은 STRUCTURE LOSS이다. 이 STRUCTURE LOSS 는 RIDGE가 사라지는 지점에서부터 STRUCTURE LOSS가 시작된다고 알려져 있다. STRUCTURE LOSS란 단결정(SINGLE CRYSTAL)이 잉곳(INGOT)이 되지 않거나 단결정이 되더라도 그 품질이 아주 나빠서 제품화 할 수 없는 부분을 말한다.단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기7. TAILINGBODY GROWTH를 진행할수록 CRUCIBLE 내부의 MELT가 점점 줄어 들게 되며, 나중에는 INGOT과 MELT를 분리시켜야 하는데 이 작업을 TAILING이라 한다. TAILING 하는 방법은 BODY GROWTH의 직경을 점점 줄이면서 성장시키면 결국에는 MELT와 INGOT이 분리된다. TAILING의 실시 시점은 CRUCIBLE내에 MELT가 10-15%가량 남아 있을 때이다. TAILING을 잘하게 되면 그만큼 INGOT의 LOSS(손실)가 줄어들며, 따라서 생산수율이 향상되기 때문에 중요한 작업공정이라 할 수 있다. 만일 TAIL을 잘못 실시하면 갑자기 MELT와 INGOT이 분리하게 되는데 이러한 현상을 POP-OUT라 한다, 이것은 INGOT에 상당히 해를 입혀서 많은 STRUCTURE LOSS를 유발시키며, 생산 수율도 저하하게 되어 경제적 손실도 커지게 된다.단결정 실리콘폴리실리콘으로 단결정실리콘만들기7. COOL-DOWN INGOT REMOVALCOOL-DOWN은 WAFER의 평탄화 과정으로 기계적/화학적 연마를 통해 웨이퍼의 평탄화합니다.세척한 WAFER단결정 실리콘최종정리5. 태양전지 만들기태양전지 제조다결정 WAFER TEXTURING태양전지용 WAFER는 표면을 에칭(Etching)한 후 TEXTURING를 합니다. POLISHING처리된 WAFER의 표면은 태양빛의 30%정도를 반사시킵니다. 그러나 WAFER의 표면을 TEXTURING하게 되면 빛의 반사율을 10%까지 줄일 수 있고 반사방지막을 추가하면 태양전지의 빛 반사율은 3%까지 감소 시킬 수 있습니다. TEXTURING는 에칭 공정을 마친 웨이퍼에 태양광이 닿는 면적을 최대한 넓히기 위해 인위적으로 줄무늬 형식의 스크래칭 작업을 하는 공정입니다.태양전지 제조불순물 도포불순물 도포과정은 태양전지로서 전기적 특성을 갖게 하기 위한 작업으로 일반적으로 인(PHOSPHOROUS)을 코팅합니다.인을 코팅하기 위한 컨베이어고온의 로에서 약 1시간가량 코팅 작업코팅 후 세척 및 건조작업에칭작업(규산염제거)태양전지 제조테두리 격리불순물 도포과정으로 WAFER은 전체면이 불순물로 도포되어 있습니다. 그러나 가장자리까지 도포되어 있기 때문에 이를 제거하지 않으면 단락이 발생할 수 있습니다. 따라서 이를 제거해 주어야 하는데 이를 테두리 격리(EDGE ISOLATION)라 합니다.바이스에 적제된 WAFER플라즈마로 가장자리를 날려주는 장비태양전지 제조반사 방지막 코팅반사 방지막은 질화규소를 입히는 과정으로 통상CVD(chemical vapour desposition – 화학증착법)공정을 사용한다. 화학증착법: 서로 다른 성질을 갖는 기체-고체, 기체-액체의 화학 반응을 이용하여 기판의 표면에 층을 생성하는 공정.인으로 도포된 WAFER코팅된 WAFERCVD장비태양전지 제조전면부 스크린 인쇄반사방지막 공정을 끝난 WAFER는 실버페이스트(SILVER PASTE)를 이용한 스크린 인쇄공정을 합니다. 스크린 인쇄공정이란 태양전지의 전극을 만드는 작업으로 은(SILVER)이 녹w}

공학/기술| 2011.06.22| 37페이지| 3,500원| 조회(307)

반도체, 전지, 실리콘, 태양전지, 단결정, 다결정

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