FC-3283, 갈덴용액, 브라인(Brine), Coolant

모두 같은물질의 각각 다른 상표명 입니다.

반도체공정 메인장비나 기타 장비의 열관리를 하는데 필요한 Coolants를 일컷는 단어들 입니다.

Coolant의 종류에는 크게 3가지가 있습니다.

장점과 단점을 간단히 요약해 보았습니다

1.     물(D/I Water)

●  보통은 증류수라고 부르고, 물을 여러형태의 튜브나 관을 통해 일정온도로 유지 시키는 목적으로 사용합니다.

●  물의 장점은 값이 쌉니다. 구하기가 쉽습니다.

●  단점은 영하의 온도에서는 사용이 불가능 합니다.

●  쉽게 세균번식이 되며, 물때가 생깁니다 따라서 주기적으로 장비를 멈추고 크리닝을 해주어야만 합니다.

2.     E/G(Ethylen Grycol)

●  장점은 영하의 온도에서 사용이 가능합니다. 물의 단점을 보완하기위한 제품입니다. 그러나 너무낮은(약 -10 C) 온도에서는 사용이 불가 합니다

●  단점은 액의 성질이 물보다 나쁩니다. (열전도도, 증발잠열, 비열등 기타 여러가지…)

●  역시 오래 사용하면 관에 부식이나 스케일이 생기며, 여러 부작용이 생깁니다.

3.     FC-3283 (불소용액, 갈덴용액)

●  장점은 사용온도의 폭이 대단히 넓습니다 ( -100 C ~ + 200 C 이상)

●  이 액의 최대 장점은 비저항 입니다 10^15(오옴cm).

●  비열이 물에 비해 1/4정도로 낮으나, 밀도가 물에 비해 2배이므로 실제 비열(specific heat)은 물의 절반정도에 해당합니다

  

●  액의 변화가 없습니다. 한번 채우면 기계가 망가질 때까지 액만 채우면 됩니다. 따라서 라인을 세우므로 해서 생산의 손실이 없습니다.

●  액의 모든 특성이 물보다 뛰어 납니다.

●  단점은 액이 비쌉니다.

보통 칠러 (Chiller)라고 불리는 열관리장비에는 이러한 Coolant를 이용하여 대상물의 온도관리를 하게 됩니다. 따라서 산업분야에 맞게 적절한 브라인을 선택하셔야 최대의 효과를 얻게 됩니다.

HFE 증기세정 Vapor Degreaser (프레온, TCE 대체세정)

최근의 세정은 단순 유무기 세정보다는 파티클세정이 더욱 중요한 분야가 많습니다.

먼저 반도체 분야가 그렇고, 광학광련 필름,렌즈 등 이물을 제거 해야하는 분야는 점점더 늘고 있습니다.

수계세정으로는 한계가 있습니다.

불소계세정은 이분야에 아주 적합한 세정방법 입니다.

1. 불연성 이어서 끓여서 사용하는 증기세정법을 채택합니다.

2. 증기는 액면에 떠있는 파티클 재오염시 부품에 응축하여 아래로 끌어내려 완전제거 합니다.

3. 표면에너지가 낮아 침투력이 좋습니다.

4. 건조공정 없이 즉시 마릅니다.

5. 물자국이 남지 않습니다.

6. 인체에 해롭지 않습니다.

7. 액을 리싸이클하여 사용하므로 비용이 적게 듭니다.

불소세정(HFE Cleaning)으로 적당한 분야는 CCD,CMOS 이미지센서, IR Filter,반도체웨이퍼,덴탈재료및 각종의료기기 부품, 자동차의 압력센서 등이 있습니다

자세한 세정방법과 관심이 있으신 분은 저의 메일로 문의를 주시기 바랍니다.

아는데 까지 성의껏 답변해 드리겠습니다^^

지열발전 (binary cyclic power generation)

HFE-7000 (바이너리 터빈용 작용매체)

쓰리엠에서는 낮은온도에서 끓는 불소계용매인 HFE-7000을 지열발전의 작용매체로 사용하고 있다. 장점은 저온에서 쉽게증기를 발생하고 매우안정한 용액이다.

지열발전이란 마그마가 고여있는 곳에서 뜨거워진 증기와 열수(熱水)를 지상으로 뽑아내 증기터빈을 회전시켜 발전하는 방법이다. 석탄이나 석유화력과 달리 연료가 필요없고 게다가 단위 발전량당(當) CO₂발생량은 석유와 천연가스를 연료로 하는 화력발전의 10분의 1 이하다. 세계 유수의 화산국인 일본에 있어서 지열은 귀중한 순일본산 에너지라고 할 수 있다.


지열발전은 일본의 자연환경에 적합한 깨끗한 발전방법이므로 신에너지·산업종합개발기구(NEDO)를 비롯한 전력회사나 대형 철강메이커는 물론 유전개발에 노하우가 있는 석유회사 등 각 방면에서 개발이 추진되고 있다. 기술적으로도 종래의 지열발전 외에 지하에서 분출하는 열수를 저온도에서 끓는 촉매로 열교환하여 그 증기로 터빈을 회전시키는「바이너리 사이클발전(binary cyclic power generation)」과 지하3,000m의 고온암체에 인공 열수저장소를 만드는「고온암체(岩體)발전」등이 연구되고 있다. 그 중에서도 고온암체발전은 일본에 존재하는 고온암체(국토면적의 0.3%)를 모두 이용하면 2,900만㎾의 발전이 가능하기 때문에 실용화에 기대가 모아지고 있다.



97년 8월 현재 일본내에서 가동되고 있는 지열발전소는 16곳(그중 전력사업용은 13곳)이다. 발전출력은 53만㎾로 미국이나 필리핀에 이어 세계 제5위의 발전용량을 자랑한다. 그러나, 반면에 리스크와 막대한 비용이 따르기 때문에 민간이 주도하는 개발에는 한계가 있다. 전기사업심의회가 제시한 지열발전의 목표치(2000년에 100만㎾, 2010년에 350만㎾)를 달성하기 위해서는 관민일체가 된 연구개발이 꼭 필요하다.


지열발전을 개발하는 데에는 지열자원의 매장량에 대한 정한 파악이나 지열저류층(貯溜層)의 장소변화를 예측하는 것이 어렵고 실제의 발전용량보다도 큰 설비를 건설하면 그것만으로도 투자가 상당히 낭비되는 일이 허다하다. 그래서 통산성 공업기술원은 97년에 지열에너지 개발을 추진하기 위한 기본계획을 책정했다. 과제중 하나로서 97년부터「뉴선샤인계획」에 지열자원의 매장량을 정확히 파악하는 기술의 개발을 추가했다. 2000년을 목표로 지열전체의 목표달성상황 등을 종합평가하여 계획을 개선하기로 하였다.


또한, NEDO는 97년부터 가고시마현(鹿兒島縣) 쓰지노타케( 之岳)산 지역을 대상으로 한 지열저류층의 존재를 확인하기 위한 조사를 시작했다. 2000년까지 지열자원의 부존(賦存)상황과 개발에 의한 환경영향조사를 실시한다. 지표조사를 통해서 지열개발에 적합한 지역인지를 평가한다. NEDO는 이미 이와테현(岩手縣) 아시로(安代), 홋카이도(北海道)의 구마이시(熊石) 등 4개 지역에서 같은 조사를 실시했다. 더욱이, 아키다현(秋田縣)내의 야마아오자와(山葵澤)와 아키노미야(秋之宮) 2지역에서는 지열조사량까지 파악하고 있다. 또 오이타(大分)현 고코노에(九重)에 완성한 바이너리 사이클발전의 1만㎾급 실증플랜트로도 98년부터 실증실험에 들어갈 계획이다.


한편, 도쿄전력은 회사 최초의 지열발전(출력3,300㎾)의 상업용플팬트를 하찌조지마(八丈島)에서 가동시킨다. 현재의 하치조지마의 전력공급은 모두 디젤발전(출력 1만 1,100㎾)에 의존하고 있고 도쿄전력에서는 지열발전을 바탕으로 디젤발전을 수요변동에 대한 전원(電源)으로 혼합 사용함으로써 전력공급의 안정화를 기한다는 것이다. 플랜트에는 천연 건조증기를 직접 터빈에 넣어 동력을 발생시키는「건조증기 복수터빈」을 도입했다. 지금까지 해외에서 45건의 수주실적을 가진 후지전기가 담당하고 98년 1월에 착공, 99년 3월에 운전을 개시할 예정인데 건설비는 58억엔이 될 전망이다. 국내에서는 이에 이어 구마모토현(熊本縣) 오구니(小國)에 전원개발회사의 지열발전소(출력 2만㎾, 98년 4월착공, 2000년 4월 운전개시예정)가 건설될 계획이 다.


또한, 지열에너지를 이용하는 기술개발도 순조롭게 진행되고 있다. 사이타마(埼玉)대학 공학부가 개발한 「스타링 엔진」은 지열이나 온천열 등을 동력원으로 하여 움직이는 효율이 좋은 엔진으로 100℃ 정도의 열로 약 1㎾의 출력이 가능하다. 배기가스 등 유해물질이 나오지 않아 깨끗한 발전장치로서 주목받고 있다. 앞으로는 에틸렌그리콜과 같은 열전도율이 높은 매체를 이용함으로써 태양열이나 공장배수 등도 에너지원으로 이용할 수 있다고 한다.

지문방지코팅

LCD, PDP 또는 각종 모바일 기기의 Display표면이 지문이나 각종 오염으로부터 쉽게 더럽혀 져 이를 막고자 하는 기능성 코팅의 요구가 점차 증가 하고 있다.

100%오염을 방지하기란 매우 어렵다. 아무리 표면이 매끄럽고, 발수,발유력이 우수해도 지문이나 오염은 작게라도 남게 마련이다. 그래서 지문이 남거나 오염이 되어도 쉽게 제거 할수 있는 Easy Clean Coating을 생각하게 되었다. 이에 적합한 코팅방법과 제품을 아래 소개한다.

여기에 소개 되는 코팅은 표면에 도막을 올리는 것이 아니고 무기증착된 표면이나 메탈산화층 또는 세라믹등의 표면에  –-OH와 공유결합을 시키는 화학적 결합 입니다.

따라서 광투과율에 전혀 영향을 주지않으며, 박막의 도막(5~10 nano)을 얻을수 있다.

지문방지코팅 외에 정밀금형, Nanoimprint, MEMS등의 이형제나  보호코팅으로 사용하고 있습니다.

위 제품중 ECC Series는 배합후 사용을 하는 반제품 타입이고, EGC-1720은 그대로 사용하는 완제품 입니다.

제품명	Fluoropolymer	Solvent	Cure	Self life	Price
ECC-1000	100%	Ethanol	고온경화	4~6 시간	저가
ECC-4000	10%	Ethanol	상온경화	4~6 시간	저가
ECC-5000	50%	Water	고온경화	4~6 시간	저가
EGC-1720	0.1%	fluorosolvents	상온경화	없슴	고가

그러나, 최근의 AR Film의 흐름은 무기증착이 아닌 Hard coating위에 고굴절코팅(HR)을 한후 저굴절코팅(LR)을 올려 광학적특성과 지문방지효과를 동시에 해결한 제품이 나오고 있다. 그러나 고급품의 경우는 아직 무기증착후 지문방지층을 올려주는 것이 일반적이다.

지문방지불소코팅

각종 모바일기기의 대량유통으로 휴대폰에서 네비게이션에 이르기까지 종류와 목적에 따른 다양한 제품이 출시 되어 있다.

손에 쥐거나 들고 다니다 보니 모바일의 표면은 손으로부터 옮겨지는 지문과 각종오염을 해결 하기위해 제조회사의 노력과 연구개발이 한창이다.

그러나, 현실적으로는 기기표면에 지문이 묻지않게 한다는 것이 간단치가 않다.

지문의 성분은 수분,유분,각종 무기질등 다양한 성분이 섞여서 표면에 잘묻고 잘 안지워지는 것이 특징이다. 단순히 물이라면 발수제등으로 발수막을 만들수 있지만, 지문 방지막을 만들기는 쉽지 않다.

먼저 표면에 잘 뭍지않게 하려면 다음 특성이 있어야 한다.

1.     발수성

2.     발유성

두 가지 다 낮은 표면에너지를 요구 하지만 두 성질을 동시에 만족시키기는 쉽지 않다.

특히 이런 성질을 플라스틱표면 Hard Coating 위에 Clear Coating으로 이런 성능을 부여해야 하는데, 단순히 지문만 안묻으면 되는 것이 아니라 내구성 또한 뛰어나야 하는 것이다.

투명하면서, 얇고, 지문방지가 되어야 하는 코팅을 하기란 만만치 않다.

먼저 결론적으로 이야기를 하자면, 이런 완벽한 제품은 없다.

연꽃잎에 물방울 처럼 오염물이 또르륵 굴러 떨어지면 좋겠지만, 수분과 유분이 뒤섞인 지문은 불가능 하다.

그렇다면 최대한 비슷한 방법으로 접근을 하자면, 오염은 되는데 쉽게 제거되는 방법이 있다.

이러한 방법을 Easy Clean Coating이라고 하는데, 나름대로 이런 성능을 낼수있는 코팅액을 꽤 나와 있는것으로 알고 있다.

일단, 하드코팅에서 UV Cure방식으로 하는 것은 내수성과 내오염성이 꽤 좋다.

두번째 하드코팅액에 불소계 화합물과 합성하여 좀더 성능이 우수한 제품들이 나와 있다. 예를들면 일본 JSR이란 회사에서 나오는 AR액 같은 것..

세번째는 불소코팅을 단독으로 한번더 올리는것이다 계속 좋은제품들이 소개 되고 있다.

비슷한 제품들이 시중에 많이 나오고는 있으나 모바일에서 요구하는 성능은 보다 엄격해서 꼭 맞는 제품을 누군가 개발해 시원하게 해결했으면 한다.

중대형용 리튬이온전지의 양극활물질.

양극활물질은 성능적인면과 가격적인 면에서 리튬이온전지구성에서  차지하는 비중이 가장크다.

양극활물질의 종류 크게 4가지로 나눌수 있고, 가장 일반적인 활물질은 리튬코발트옥사이드(LiCoO2) 이다.

최근 중대형 전지의 수요가 늘어나면서 안정성과 용량이 큰 양극활물질이 요구 되어지고 있다. 상업화에 들어간 Layed, Li(Ni,Mn,Co)O₂  를 소개 하고자 한다.

Properties Compared

젖지 않는 물.

TV 프로그램 스펀지에 소개 된적이 있는 제품 입니다.

이 젖지 않는 물은 불소액체로 상온에서 화학적으로 매우 안정된 것이 특징 입니다. 이 액속에 컴퓨터나 휴대폰 등을 넣고 작동 시켜도 대기중과 동일하게 작동이 됩니다. 건져낸 후 액이 빠지고 건조되면 원래 상태와 변한 것이 없습니다.

또한 종이책을 액속 담구었다 건져낸 후 건조가 되어도, 물에서 처럼 책의 형태가 변형되거나 하지 않고 원래 형태를 그대로 유지합니다.

기본적인 특징을 살펴보면…

1.     불연성 (인화점이 없습니다)

2.     전기 절연성이 우수 합니다

3.     저온 유동성이 우수 합니다 (-100 C)

4.     표면에너지가 낮아 침투력이 매우 우수합니다.

5.     액이 건조되면 잔유물이 없습니다.(잔유물”0”)

6.     타물질에 대한 침해력이 없습니다. (같은 불소계 비결정질 물질은 제외)

7.     인체에 매우 안전합니다.

8.     오존증 파괴지수 “0” 입니다

9.     지구온난화(GWP) 지수가 매우 낮습니다

위와 같은 특징 때문에 여러산업분야에 응용이 가능한데요.

Coolant(냉매), 세정제, 각종테스트용액, 소화약제(특히, 기름으로 인한화재시), SF6 대체Gas, 폭발에 예민한 화약을 가공할 때(액속에서 다룸), 각종 화합합성 media, 유기용제의 인화점을 높일 때 또는 없앨 때, 낮은 표면에너지로 MEMS가공시 좁은틈에 물을 제거해주는 용도 등… 제품의 특징만 이해 하시면 많은 분야에 응용이 가능 합니다.

좀더 궁금한 사항이 있으시면, 언제든 연락을 부탁 드립니다.

불소알콜

불소알콜 이란 Rf(CnF2n+1, 불소알킬기)에 –OH의 구조로 여러가지 제품을 만드는 출발 물질입니다. 아래의 합성에의해 계면활성제, 발수발유제, 우레탄합성등 여러 산업분야에 응용이 가능 합니다

1.     Ethoxylate 반응

l  E/O(Ethylene oxide)부가하여 계면활성제를 만든다.

2.     Phosphate 반응

l  계면활성제.

3.     Ester 반응

l  각종 발수,발유제 제조.

4.     Urethane 반응

l  Isocyanate와 합성으로 우레탄에 불소기능을 부여함.

5. 불소알콜과 합성해서 얻어질수 있는 특징으로는 아래와 같습니다.

l  물 과 기름의 반발력.

l  낮은 표면에너지

l  탄화수소계와의 낮은 용해도

l  윤활성

l  이형성

6. 불소알콜제조 회사

l  3M  : FC-50.

l  DuPont : Zonyl Series

l  Clariants : Fluowet Series

l  그외 일본의 Daikin, Asahi Glass 등…