전해연마는 외관을 위한 마감이 아닙니다. 진공 챔버에서 전해연마는 기계적으로 변형된 표면층을 제거하고, 표면에 박힌 철과 황을 씻어내며, 수증기를 붙잡아 두는 실제 표면적을 줄입니다. 아웃개싱이 남아 있는 챔버는 용접이 아무리 좋아도 UHV에 도달하지 못합니다.
진공에서는 외관보다 전해연마가 중요한 이유
기계 연마는 금속을 제거하는 것이 아니라 눌러 펴기 때문에, 오염이 박힌 채 변형된 베일비층(Beilby layer)이 남습니다. 이 층은 수소와 수증기의 저장고 역할을 합니다. 전해연마는 이 층을 양극 용해로 제거하며, 통상 20–40 µm를 깎아내고 크롬이 농축된 부동태 표면을 남깁니다. 그 결과 실제 표면적 대 겉보기 표면적 비율이 낮아지고, 배기(pump-down) 시간이 짧아지고, 도달 진공도가 낮아집니다.
당사가 사내에서 직접 수행하는 공정
전해연마와 부동태화 처리는 외주가 아니라 자사 설비에서 진행합니다. 이유는 두 가지입니다. 표면 처리는 치수와 청정도 체인의 일부이므로 제3자에게 넘기면 추적성이 끊어집니다. 또한 누설 검사 후 재작업이 필요한 경우 납기가 몇 주가 아니라 며칠로 줄어듭니다.
당사가 적용하는 일반 사양
내부 진공면의 표면 거칠기 Ra < 0.4 µm, 20–40 µm 재료 제거, 복잡한 형상에서도 균일한 전류 밀도, 잔류물 얼룩을 막기 위한 후처리 린스 및 건조입니다. 내부 용접 비드는 연마 전에 면과 같은 높이로 그라인딩하여, 전해연마가 이음부의 단차를 확대하지 않도록 합니다.
재료
304, 304L, 316, 316L, 316LN 스테인리스와, 고객이 케미컬 필름이나 아노다이징 공정을 지정하는 경우의 알루미늄 합금을 사용합니다. UHV 반도체 챔버에는 316L이 기본이며, 낮은 투자율이 필요한 용도에는 316LN을 지정합니다.
표면 마감과 일반적인 진공 성능
| 내부 표면 처리 | 일반적인 Ra | 일반적인 도달 진공도 | 아웃개싱 거동 |
|---|---|---|---|
| 용접 그대로, 미처리 | 3–6 µm | 고진공까지만 | 높음 — 용접 산화물과 박힌 오염 |
| 기계 연마 | 0.8–1.6 µm | 고진공 (HV) | 보통 — 눌린 층이 수증기를 보유 |
| 글라스 비드 블라스트 + 세정 | 1.0–2.0 µm | 베이킹 시 HV에서 UHV | 보통 — 비드 입도와 린스에 좌우 |
| 전해연마 | < 0.4 µm | 베이킹 시 UHV | 낮음 — 변형층 제거, Cr 농축 표면 |
| 전해연마 + 400 °C 베이킹 | < 0.4 µm | UHV, 도달 가능한 최저값 | 최저 — 밀봉 전 표면 수분 배출 |
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
진공 챔버에 전해연마를 하면 어떤 효과가 있나요?
표면 20–40 µm를 양극 용해로 제거하여, 기계 가공과 기계 연마가 남긴 변형층을 없앱니다. 이 층은 수증기와 수소를 저장하므로, 제거하면 아웃개싱이 낮아지고 베이킹 후 챔버가 UHV에 도달할 수 있습니다.
전해연마는 아웃개싱을 얼마나 줄여주나요?
아웃개싱을 좌우하는 것은 소재 자체가 아니라 표면층입니다. 변형층을 제거하고 표면의 크롬을 농축하면 수증기 탈착 속도가 통상 한 자릿수 낮아지며, 이는 배기에 몇 시간이 걸리느냐 며칠이 걸리느냐의 차이입니다.
전해연마를 사내에서 직접 하나요?
네. 전해연마와 부동태화 처리는 자사 설비에서 수행하므로, 표면 마감·치수 검증·누설 검사가 하나의 추적 가능한 체인 안에 유지되고 재작업 시 외주 납기가 추가되지 않습니다.
대형 챔버도 전해연마가 가능한가요?
가능합니다. 당사 갠트리 가공 영역은 12 m × 4 m × 2 m이며 전해연마 설비도 이에 맞춰 운용되므로, 대형 용접 구조물을 표면 처리 때문에 분할할 필요가 없습니다.
전해연마와 부동태화 처리는 같은 것인가요?
아닙니다. 부동태화 처리는 표면의 유리철을 화학적으로 제거하지만 변형층은 없애지 않습니다. 전해연마는 재료를 제거하고 표면을 평탄화합니다. UHV 용도에는 일반적으로 전해연마를 적용하고, 필요에 따라 부동태화 린스를 추가합니다.
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