콘플랫은 진정한 UHV에 도달할 수 있는 유일한 플랜지 계열이며, 이를 가능하게 하는 것은 나이프 에지가 압착하는 무산소동 개스킷입니다. 따라서 모든 부담이 두 가지 가공 형상에 집중됩니다. 나이프 에지 각도와 볼트 홀 배열입니다. 둘 중 하나만 틀려도 어떤 개스킷으로도 보상할 수 없는 누설이 발생합니다.
콘플랫 씰의 작동 원리
연질 무산소동(OFHC) 개스킷을 두 플랜지 사이에 넣습니다. 각 플랜지에는 포함각 70°의 돌출된 나이프 에지가 있습니다. 볼트를 조이면 나이프 에지가 무산소동으로 파고들어 국부적으로 냉간 압접되고, 기체 경로에 엘라스토머가 없는 금속 대 금속 씰이 형성됩니다. 고분자 재료가 없으므로 접합부는 450 °C까지 베이킹할 수 있고, 챔버는 O링으로는 견딜 수 없는 압력까지 도달할 수 있습니다.
기밀 여부를 결정하는 치수
나이프 에지의 포함각과 에지 반경, 개스킷 안착면의 평탄도와 표면 거칠기, 볼트 서클 지름과 홀 수, 개스킷 홈 깊이입니다. 대형 플랜지에서는 볼트 배열도 균일해야 합니다. 볼트 체결력이 불균일하면 나이프 에지가 기울어지고 반대쪽에서 누설이 나타납니다.
표준 사이즈와 당사의 가공 범위
CF 플랜지는 게이지 포트에 쓰이는 소형 CF16, CF35부터 대형 챔버 도어의 CF250 이상까지 있습니다. 당사는 표준 사이즈를 공개 치수대로 가공하고, 챔버 설계상 필요한 비표준 사이즈와 포트 형상도 제작하며, 튜브 일체형·회전형·블랭크(막음판) 사양도 대응합니다.
재료
304L은 범용으로 쓰이며 절삭성이 좋습니다. 316L은 부식성 공정 분위기에 사용합니다. 투자율을 낮게 유지해야 하는 곳에는 316LN을 지정합니다. 개스킷은 UHV에서 항상 무산소동을 사용합니다. Viton과 알루미늄 옵션은 저온 용도용으로 존재하지만 베이킹 능력을 포기하게 됩니다.
콘플랫(CF) 씰 특성
| 항목 | 콘플랫(CF) | KF (NW) | ISO-K / ISO-F |
|---|---|---|---|
| 씰 방식 | 무산소동 개스킷 + 나이프 에지 | 엘라스토머 O링 | 엘라스토머 O링 |
| 일반적인 압력 범위 | UHV, ~1 × 10⁻¹³ Torr | 러핑에서 고진공 | 러핑에서 고진공 |
| 베이킹 온도 | 최대 450 °C | ~150 °C (Viton) | ~150–200 °C (Viton) |
| 재사용 | 매회 개스킷 교체 | 손상 없으면 O링 재사용 가능 | 손상 없으면 O링 재사용 가능 |
| 체결 방식 | 볼트 체결, 고토크 | 클램프 또는 클로 | 볼트 또는 클램프 |
| 일반적인 용도 | UHV 챔버, 빔라인, SEM | 포어라인, 러핑, 서비스 포트 | 대형 HV 포트, 펌프 |
당사가 직접 수행하는 공정
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
자주 묻는 질문
CF 플랜지는 어느 정도 압력까지 견디나요?
콘플랫 접합부는 초고진공 영역까지 대응하며, 무산소동 개스킷 사용 시 일반적으로 1 × 10⁻¹³ Torr보다 우수한 값으로 표기됩니다. 실제 한계를 정하는 것은 플랜지가 아니라 챔버 전체의 설계입니다.
CF 볼트는 어느 정도 토크로 조여야 하나요?
나이프 에지가 무산소동에 완전히 안착될 만큼의 토크를 대각(십자) 순서로 균일하게 가합니다. 정확한 값은 볼트 사이즈와 개스킷 재질에 따라 달라집니다. 토크가 부족하면 나이프 에지가 일부만 파고들어 베이킹 후에야 나타나는 누설로 이어집니다.
CF 개스킷은 재사용할 수 있나요?
불가능합니다. 나이프 에지가 무산소동을 냉간 가공하므로 사용한 개스킷에는 이미 자국이 형성되어 있어 두 번째 체결에서 안정적으로 밀봉되지 않습니다. 약간의 비용을 아끼려고 개스킷을 재사용하는 것은 UHV에 도달해야 하는 챔버에서는 손해입니다.
CF와 KF 중 어떻게 선택해야 하나요?
접합부를 베이킹하거나 UHV를 유지해야 하는 곳에는 CF를 사용합니다. 러핑 라인, 게이지 포트, 자주 개폐하는 곳에는 KF를 사용합니다. KF는 조립이 훨씬 빠르고 O링을 재사용할 수 있지만, UHV 수준의 온도로 베이킹할 수는 없습니다.
비표준 CF 사이즈도 가공하나요?
네. 당사는 표준 사이즈를 공개 치수대로 가공하고, 챔버 형상상 필요한 비표준 직경, 튜브 일체형 포트, 비표준 볼트 배열도 제작합니다.
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