KR100727680B1 - Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof - Google Patents

Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100727680B1
KR100727680B1 KR1020050130046A KR20050130046A KR100727680B1 KR 100727680 B1 KR100727680 B1 KR 100727680B1 KR 1020050130046 A KR1020050130046 A KR 1020050130046A KR 20050130046 A KR20050130046 A KR 20050130046A KR 100727680 B1 KR100727680 B1 KR 100727680B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal plate
ion beam
shoulder
cooling
cooling water
Prior art date
Application number
KR1020050130046A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오병훈
서창석
임대석
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020050130046A priority Critical patent/KR100727680B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100727680B1 publication Critical patent/KR100727680B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

An injector grid for a high current ion beam having an improved cooling circuit and a manufacturing method thereof are provided to improve work efficiency and to reduce manufacturing cost by improving a cooling circuit and a quality of an injected ion beam. An injector grid for a high current ion beam having an improved cooling circuit includes a single body flat plate, a cooling water distribution tube(120), a pair of installation units, a cooling line connection unit, and a plurality of cooling pipes(122). The single body flat plate has a plurality of beam injection holes penetrated along a thickness direction. The cooling water distribution tube(120) are formed on both ends of the flat plate. The pair of installation units are coupled to the flat plate. The cooling line connection unit provides cooling water to the cooling water distribution tube(120). The plurality of cooling pipes(122) is formed between columns of the beam injection holes between the cooling water distribution tubes(120) along a lengthwise direction of the flat plate.

Description

냉각 회로를 개선한 대전류 이온 빔 인출 전극 및 그 제조 방법{INJECTOR GRID FOR HIGH CURRENT ION BEAM HAVING IMPROVED COOLING CIRCUIT AND FABRICATION METHOD THEREOF}High current ion beam drawing electrode with improved cooling circuit and manufacturing method therein {INJECTOR GRID FOR HIGH CURRENT ION BEAM HAVING IMPROVED COOLING CIRCUIT AND FABRICATION METHOD THEREOF}

도 1은 빔 입사 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing a beam incidence device.

도 2a는 도 1의 빔 인출 전극 유닛을 보여주는 평면도이다.FIG. 2A is a plan view illustrating the beam lead-out electrode unit of FIG. 1.

도 2b는 도 2a의 빔 인출 전극 중의 하나를 상세히 보여주는 사시도이다.FIG. 2B is a perspective view showing in detail one of the beam lead-out electrodes of FIG. 2A.

도 2c는 도 2b의 2c-2c 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line 2c-2c of FIG. 2B.

도 3은 본 발명에 따른 빔 인출 전극의 사시도이다.3 is a perspective view of the beam lead-out electrode according to the present invention.

도 4는 도 3의 빔 인출 전극의 정면도이다.4 is a front view of the beam lead-out electrode of FIG. 3.

도 5는 도 3의 빔 인출 전극의 평면도이다.FIG. 5 is a plan view of the beam lead-out electrode of FIG. 3.

도 6은 도 5의 6-6 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5.

도 7은 도 5의 7-7 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5.

도 8은 도 4와 5의 8-8 선을 따라 절단한 단면도이다.8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIGS. 4 and 5.

도 9a 내지 9f는 본 발명에 따른 빔 인출 전극 제조 방법을 보여주는 사시도들이다.9A to 9F are perspective views illustrating a method of manufacturing a beam lead-out electrode according to the present invention.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명><Explanation of symbols of main parts in drawings>

10: 빔 인출 전극 유닛 20: 이온원10: beam extraction electrode unit 20: ion source

30: 타깃 100: 빔 인출 전극 유닛30: target 100: beam lead-out electrode unit

110: 인출부 114: 숄더110: drawer 114: shoulder

116: 인출구 118: 냉각관116: outlet 118: cooling tube

120: 냉각수 분배관 122: 냉각관120: cooling water distribution pipe 122: cooling pipe

150: 다리 156: 냉각 라인 연결구150: bridge 156: cooling line connector

170: 나사170: screw

본 발명은 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용하는 이온 빔 인출 전극에 관한 것이며, 더 구체적으로는 냉각 회로를 개선함으로써 인출되는 이온 빔의 질을 개선하고 운전시간을 늘릴 수 있도록 냉각 회로를 개선한 대전류 이온 빔 인출 전극 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ion beam extraction electrode used in a large current ion beam injector, and more particularly, a large current ion having an improved cooling circuit so as to improve the quality of the extracted ion beam and increase operating time by improving the cooling circuit. A beam drawing electrode and its manufacturing method are related.

대전류 이온 빔 입사 장치는 이온원에서 만들어진 빔을 강한 자장으로 둘러싸인 플라즈마 중심까지 효과적으로 수송하기 위해 여러 가지 부품들로 구성된다. 이와 같은 이온 빔 입사 장치의 예가 도 1에 도시된다.The high current ion beam incidence device is composed of various components to effectively transport the beam made from the ion source to the plasma center surrounded by the strong magnetic field. An example of such an ion beam incidence apparatus is shown in FIG.

도 1에 도시한 빔 입사 장치는 이온을 발생하는 이온원(20)과 빔 인출 전극 유닛(10)으로 이루어지며, 이온원에서 발생한 이온 빔(B)은 빔 인출 전극 유닛(10)의 전극(100)을 통해 토카막(tokamak)이라고 하는 플라즈마 중심 즉 타깃(30)으로 유도된다.The beam incidence apparatus shown in FIG. 1 is composed of an ion source 20 for generating ions and a beam extraction electrode unit 10, and the ion beam B generated from the ion source is an electrode of the beam extraction electrode unit 10 ( Through 100, it is directed to the plasma center, i.e., the target 30, called tokamak.

빔 인출 전극 유닛(10)은 도 2a에 도시한 것과 같이 4 개의 빔 인출 전극(100A-100D)과, 이들을 지지하는 지지대(200), 냉각수 라인(202), 지지대(200)의 단부를 잡아주는 지지대 홀더(204) 및 지지대 홀더(204)를 연결하는 절연체(206)로 구성된다. 한편 빔 인출 전극은 각각 플라즈마 그리드(100A), 그래디언트 그리드(100B), 감속 그리드(100C) 및 그라운드 그리드(100D)라고도 하며, 각각의 고유 기능을 갖지만 기본 구성은 동일하다.As shown in FIG. 2A, the beam lead-out electrode unit 10 holds four beam lead-out electrodes 100A-100D, and ends of the support 200, the coolant line 202, and the support 200 supporting them. It consists of an insulator 206 connecting the support holder 204 and the support holder 204. On the other hand, the beam lead-out electrode is also referred to as the plasma grid 100A, the gradient grid 100B, the deceleration grid 100C and the ground grid 100D, respectively, and each has a unique function, but the basic configuration is the same.

이러한 이온 빔 인출 전극 유닛(10)의 각각의 빔 인출 전극(100A-100D)은 진공 및 고전압 부품으로서 무산소동(oxygen-free copper)으로 제작되고, 도 2b와 2c에 도시한 것과 같은 구성을 갖는다.Each beam extraction electrode 100A-100D of the ion beam extraction electrode unit 10 is made of oxygen-free copper as a vacuum and high voltage component, and has a configuration as shown in FIGS. 2B and 2C. .

빔 인출 전극(100A-100D)은 평탄한 인출부(110)와 이 인출부(110)의 양단에서 아래로 연장된 한 쌍의 다리(150)로 이루어지고, 인출부(110)에는 이온 빔(B)이 통과하기 위한 노즐 즉 인출구(116)가 형성되어 있다. 다리(150)는 전술한 지지대(200)에 빔 인출 전극(100A-100D)을 장착하는 장착부가 된다.The beam lead-out electrode 100A-100D includes a flat lead-out unit 110 and a pair of legs 150 extending downward from both ends of the lead-out unit 110, and an ion beam B is provided at the lead-out unit 110. Nozzles, that is, the outlet port 116, are formed. Leg 150 is a mounting portion for mounting the beam extraction electrode (100A-100D) to the above-described support (200).

전술한 바와 같이 이온원(20)에서 발생한 이온 빔(B)은 인출 전극(100A-100D)의 인출구(116)를 통해 가속되어 타깃(30)으로 유도된다. 인출구(116)는 이 기능을 수행하기 위해 정밀 치수가 요구된다.As described above, the ion beam B generated in the ion source 20 is accelerated through the outlet 116 of the lead electrode 100A-100D and guided to the target 30. The outlet 116 requires precise dimensions to perform this function.

한편, 운전 중에 이온 빔(B)의 일부는 인출구(116)를 통과하는 동안 인출구(116) 둘레의 인출부(110)와 충돌하게 된다. 비록 충돌하는 양이 적더라도 이온 빔(B)은 (예컨대 120kV의 전압과 65A의 전류의) 큰 파워를 갖기 때문에 인출부(110)에 큰 에너지를 전달하게 된다. 이와 같이 높은 에너지를 받은 인출부(110)는 팽창 및 재질이 변하게 되고 그에 따라 정밀 치수가 요구되는 인출구(116)의 형상 및 치수가 변하게 된다.On the other hand, a portion of the ion beam (B) during operation is collided with the outlet 110 around the outlet 116 while passing through the outlet 116. Although the amount of collisions is small, the ion beam B has a large power (for example, a voltage of 120 kV and a current of 65 A), thereby transferring large energy to the lead-out unit 110. The high energy drawer 110 is thus expanded and the material is changed, thereby changing the shape and dimensions of the outlet 116, which requires precise dimensions.

이렇게 되면, 인출구(116)는 정밀도가 떨어져 초점이 어긋나게 되어, 이온 빔(B)은 타깃(30)으로 정밀하게 유도할 수 없게 된다. 즉 타깃(30)에 유도되는 이온 빔(B)의 질이 떨어지는 등의 전체 이온 빔 인출 전극 유닛(10)은 제 기능을 수행할 수 없게 된다. 아울러, 이와 같은 현상이 진행되면 인출부(110)를 비롯한 빔 인출 전극(100A-100D)이 손상될 수 있다.In this case, the lead-out port 116 is inferior in accuracy, and the focus shifts, and the ion beam B cannot be guided precisely to the target 30. That is, the entire ion beam extraction electrode unit 10, such as deterioration of the ion beam B guided to the target 30, cannot perform its function. In addition, when such a phenomenon progresses, the beam lead-out electrode 100A-100D including the lead unit 110 may be damaged.

이러한 문제를 방지하기 위해서는 빔 인출 전극(100A-100D) 특히 인출부(110)를 일정한 온도로 유지해야 한다.In order to prevent such a problem, the beam lead-out electrode 100A-100D, particularly the lead part 110, should be maintained at a constant temperature.

이를 위해 도 2b와 2c에 도시한 것과 같이 인출부(110) 내의 인출구(116) 사이사이에 복수의 미세한 냉각관(122, 편의상 도 2b에는 하나만 점선으로 도시함)을 설치하고 다리(150)에 냉각수 입구(156a) 및 출구(156b)를 설치하여 인출부(110)를 냉각시키고 있다.To this end, as shown in FIGS. 2B and 2C, a plurality of minute cooling tubes 122 (for convenience, only one dotted line in FIG. 2B) is installed between the outlets 116 in the outlet 110, and the legs 150 are disposed on the legs 150. Cooling water inlet 156a and outlet 156b are provided to cool the lead-out unit 110.

즉 냉각수 입구(156a)로 유입된 냉각수는 매니폴드 또는 냉각수 분배관(120)을 거쳐 냉각관(122)을 따라 흐른 다음 반대편의 출구(156b)로 유출됨으로써, 인출 부(110) 특히 인출구(116) 둘레 부분을 냉각시켜, 빔 인출 전극(100A-100D)이 제 기능을 수행할 수 있도록 한다.That is, the coolant flowing into the coolant inlet 156a flows along the cooling tube 122 through the manifold or the coolant distribution pipe 120, and then flows out to the outlet 156b on the opposite side, whereby the outlet 110, particularly the outlet 116, is discharged. ) The periphery is cooled to allow the beam lead-out electrodes 100A-100D to perform their functions.

한편, 이와 같은 냉각관(122)은 아래와 같은 공정에 따라 인출부(110)에 형성하고 있다. 즉, 냉각관(122)이 되는 홈을 형성한 상판(112a)과 하판(112b)을 개별적으로 준비한 다음, 도 2b와 2c에 도시한 것과 같이, 이들 상판(112a)과 하판(112b)을 서로 겹쳐 접합하여 접합부(112c)를 형성함으로써 냉각관(122)이 내부에 형성된 인출부(110)를 제조하고 있다.On the other hand, the cooling tube 122 is formed in the lead portion 110 in the following process. That is, after preparing the upper plate 112a and the lower plate 112b each having a groove to be the cooling tube 122 separately, as shown in FIGS. 2B and 2C, the upper plate 112a and the lower plate 112b are mutually provided. The lead-out part 110 in which the cooling pipe 122 was formed is manufactured by overlapping and forming the junction part 112c.

하지만 이와 같이 제조한 종래기술의 인출0)는 아래와 같은 단점을 갖는다. 먼저, 상판(112a)과 하판(112b)을 결합시키려면, 냉각관(122)이 되는 홈 사이의 복수의 좁은 면 부분을 서로 정밀하고 안정되게 접합해야 하므로, 이 작업은 난이도가 매우 높고 고가이다. 예컨대, 약간만 어긋나도 냉각관(122)이 정밀하게 형성되지 않을 수 있고, 안정된 접합이 이루어지지 않으면 냉각수가 상판(112a)과 하판(112b)의 접합부(112c)를 통해 새어나올 수도 있다. 또한, 접합 과정에서 떨어져 나온 조각이나 밀려나온 부분 등에 의해 냉각관(122)이 막히거나 하는 등의 문제가 생길 수 있다.However, withdrawal 0) of the prior art prepared as described above has the following disadvantages. First, in order to combine the upper plate 112a and the lower plate 112b, a plurality of narrow surface portions between the grooves serving as the cooling tubes 122 must be precisely and stably bonded to each other, so this operation is very difficult and expensive. . For example, the cooling tube 122 may not be precisely formed even if only slightly shifted, and the cooling water may leak through the junction portion 112c of the upper plate 112a and the lower plate 112b if a stable bonding is not achieved. In addition, the cooling tube 122 may be clogged due to fragments or protruded portions that are separated during the bonding process.

한편, 인출부(110)에 홈을 가공하고 그 홈을 따라 냉각관을 브레이징 등에 의해 접합하는 방법도 있다. 하지만, 브레이징은 인출부(110)의 표면을 거칠게 하므로 정밀한 표면이 요구되는 인출부(110)에 적절하지 않다. 즉, 고전압을 유지하기 어렵고 스파크 등이 발생하는 문제가 있다.On the other hand, there is also a method of processing a groove in the lead portion 110 and joining the cooling tube along the groove by brazing or the like. However, since the brazing makes the surface of the lead portion 110 rough, it is not suitable for the lead portion 110 that requires a precise surface. That is, there is a problem that it is difficult to maintain a high voltage and sparks and the like occur.

아울러, 브레이징은 재질을 약화시키므로 고전압 고온에 노출되는 인출부 (110)에 악영향을 끼친다. 따라서 인출부(110)의 인출구(116) 주변 부위에서는 브레이징을 가능한 피해야 한다.In addition, brazing weakens the material and thus adversely affects the lead portion 110 exposed to high voltage and high temperature. Therefore, the area around the outlet 116 of the outlet 110 should be avoided as much as possible.

따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각 회로를 개선함으로써 인출되는 이온 빔의 질을 개선하고 운전시간을 늘릴 수 있도록 냉각 회로를 개선한 대전류 이온 빔 인출 전극 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to improve the cooling circuit to improve the quality of the extracted ion beam and to improve the operation time of the large current ion improved cooling circuit A beam drawing electrode and a method of manufacturing the same are provided.

본 발명의 다른 목적은 대전류 이온 빔 인출 전극을 기계적 가공을 기반으로 하여 제조함으로써 작업을 용이하게 하고 제조비용을 줄일 수 있는 대전류 이온 빔 인출 전극 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high current ion beam extraction electrode which can facilitate the operation and reduce the manufacturing cost by manufacturing the high current ion beam extraction electrode based on mechanical processing.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극을 제공한다. 본 발명의 이온 빔 인출 전극은 두께 방향으로 열을 지어 뚫린 다수의 빔 인출구를 갖는 단일체 평판; 상기 평판의 양단에 형성된 냉각수 분배관; 및 상기 평판의 양단에 결합된 한 쌍의 장착부를 포함하며, 각각의 상기 장착부는 상기 냉각수 분배관에 냉각수를 공급하는 냉각 라인 연결구를 갖고, 상기 평판 내부에는 상기 냉각수 분배관 사이에 상기 평판의 길이방향을 따라 상기 빔 인출구의 열 사이로 복수의 냉각관이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides an ion beam extraction electrode used in a high current ion beam incidence apparatus. The ion beam extraction electrode of the present invention comprises a monolithic plate having a plurality of beam outlets formed in rows in the thickness direction; Cooling water distribution pipes formed at both ends of the plate; And a pair of mounting portions coupled to both ends of the plate, wherein each of the mounting portions has a cooling line connector for supplying cooling water to the cooling water distribution pipe, and the length of the plate between the cooling water distribution pipes inside the flat plate. A plurality of cooling tubes are formed between the rows of the beam outlet along the direction.

상기 냉각수 분배관은 상기 평판의 양단에 형성된 냉각수 분배관 하부 섹션; 상기 냉각수 분배관의 하부 섹션에 얹혀진 냉각수 분배관 상부 섹션; 및 상기 상부 및 하부 섹션의 양단을 폐쇄하는 스토퍼로 구성되고, 상기 상부 및 하부 섹션과 스토퍼는 전자 빔 용접부에 의해 서로 결합되면 바람직하다.The coolant distribution pipe may include a coolant distribution pipe lower section formed at both ends of the plate; A coolant distribution pipe upper section mounted on the lower section of the coolant distribution pipe; And a stopper for closing both ends of the upper and lower sections, wherein the upper and lower sections and the stopper are preferably joined to each other by an electron beam weld.

이때, 상기 평판은 무산소동으로 제조되면 바람직하다.At this time, the plate is preferably made of oxygen-free copper.

또한, 상기 장착부는 나사 결합과 솔더링에 의해 상기 평판에 결합되면 바람직하다.In addition, the mounting portion is preferably coupled to the plate by screwing and soldering.

또한, 전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극의 제조 방법을 제공한다. 이 전극 제조 방법은 Furthermore, in order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides a method for producing an ion beam extraction electrode used in a high current ion beam incidence apparatus. This electrode manufacturing method

(가) 미리 정해진 치수의 금속판을 준비하는 단계; (A) preparing a metal plate of a predetermined dimension;

(나) 상기 금속판의 내부에 금속판의 길이방향을 따라 연장된 복수의 미세한 통로를 형성하는 단계; (B) forming a plurality of minute passages extending in the longitudinal direction of the metal plate inside the metal plate;

(다) 상기 금속판의 양 단부에 상기 금속판의 폭 방향으로 홈을 형성하는 단계; (C) forming grooves at both ends of the metal plate in the width direction of the metal plate;

(라) 상기 폭 방향 홈과 대응하는 형태의 홈이 있는 한 쌍의 상부 섹션을 마련하여 상기 금속판 양 단부에 각각 결합시켜 분배관을 형성하는 단계; (D) providing a pair of upper sections having grooves of a shape corresponding to the width direction grooves, and coupling to both ends of the metal plate to form distribution pipes;

(마) 금속판의 하부를 상기 양 단부만 남기고 절삭하는 단계; 및 (E) cutting the lower part of the metal plate leaving only both ends thereof; And

(바) 상기 금속판의 상기 양 단부 사이의 영역에 다수의 구멍을 열을 지어 두께 방향으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(F) forming a plurality of holes in the thickness direction in the region between the both ends of the metal plate in a thickness direction.

또한, 본 발명은 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극을 제조하는 다른 제조 방법을 제공한다. 이 전극 제조 방법은 The present invention also provides another manufacturing method for producing an ion beam extraction electrode for use in a high current ion beam incidence apparatus. This electrode manufacturing method

(a) 미리 정해진 치수의 금속판을 준비하는 단계; (a) preparing a metal plate of predetermined dimensions;

(b) 금속판의 하부를 양쪽 가장자리만 남기고 절삭하여 양단에 숄더를 형성하는 단계; (b) cutting the lower part of the metal plate with only two edges to form shoulders at both ends;

(c) 상기 금속판의 상기 숄더 사이의 영역에 다수의 구멍을 열을 지어 두께 방향으로 형성하는 단계; (c) forming a plurality of holes in a thickness direction in a region between the shoulders of the metal plate;

(d) 상기 숄더의 상부를 가공하여 상기 금속판의 폭 방향으로 홈을 형성하고 상기 숄더의 측면으로부터 상기 숄더 홈에 연결되도록 상기 숄더에 하나 이상의 구멍을 뚫는 단계; (d) processing an upper portion of the shoulder to form a groove in the width direction of the metal plate and drilling one or more holes in the shoulder to be connected to the shoulder groove from a side of the shoulder;

(e) 상기 금속판의 내부에 금속판의 길이방향을 따라 상기 숄더 홈 사이로 연장된 복수의 미세한 통로를 형성하는 단계; 및 (e) forming a plurality of minute passages extending between the shoulder grooves in a length direction of the metal plate inside the metal plate; And

(f) 상기 숄더 홈과 대응하는 형태의 홈이 있는 상부 섹션을 상기 숄더에 결합시키고 상기 숄더 홈과 상부 섹션의 양단에 스토퍼를 결합하여 분배관을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(f) coupling the upper section with the groove corresponding to the shoulder groove to the shoulder and engaging the stopper at both ends of the shoulder groove and the upper section to form a distribution tube.

이때, 상기 (나) 또는 (e)의 미세 통로 형성 단계는 슈퍼 드릴 작업으로 미세한 구멍을 뚫어 실시하면 바람직하며, 상기 슈퍼 드릴 작업 이후에 와이어 작업으로 상기 미세한 구멍을 트리밍할 수 있다.In this case, the forming of the fine passage of (b) or (e) may be performed by drilling a fine hole by a super drill operation, and trimming the fine hole by a wire operation after the super drill operation.

여기서, 상기 (라) 분배관 형성 단계는 상기 폭 방향 홈과 상부 섹션의 양단에 스토퍼를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step (d) forming the distribution pipe may include coupling the stopper to both ends of the width direction groove and the upper section.

또한, 전극 제조 방법은 상기 숄더의 구멍과 연결되는 냉각 라인 연결구가 형성된 한 쌍의 장착부를 상기 숄더에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 장착부 결합 단계는 솔더링에 의해 이루어질 수 있고, 상기 솔더링은 저온 솔더링이다. 한편, 상기 장착부 결합 단계는 나사 결합에 의해 이루어질 수 있다.In addition, the electrode manufacturing method may further include coupling a pair of mounting portions formed with a cooling line connector connected to the hole of the shoulder to the shoulder. Here, the mounting portion coupling step may be made by soldering, the soldering is low temperature soldering. On the other hand, the mounting portion coupling step may be made by screwing.

바람직하게는, 상기 (라) 또는 (f)의 분배관 형성 단계는 전자 빔 용접에 의해 이루어질 수 있다.Preferably, the step of forming the distribution tube of (d) or (f) may be performed by electron beam welding.

또한, 상기 평판은 무산소동으로 제조되면 바람직하다.In addition, the flat plate is preferably made of oxygen-free copper.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 더 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 빔 인출 전극의 사시도이고, 도 4는 도 3의 빔 인출 전극의 정면도이고, 도 5는 도 3의 빔 인출 전극의 평면도이고, 도 6은 도 5의 6-6 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 7은 도 5의 7-7 선을 따라 절단한 단면도이며, 도 8은 도 4와 5의 8-8 선을 따라 절단한 단면도이다.3 is a perspective view of a beam drawing electrode according to the present invention, FIG. 4 is a front view of the beam drawing electrode of FIG. 3, FIG. 5 is a plan view of the beam drawing electrode of FIG. 3, and FIG. 6 is a line 6-6 of FIG. 5. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIGS. 4 and 5.

이들 도면에 도시한 본 발명의 빔 인출 전극은 도 1의 빔 입사 장치와 도 2a 의 빔 인출 전극 유닛(10)에 사용되는 것으로, 무산소동으로 제조되고, 크게는 평탄한 인출부(110)와 이 인출부(110)의 양단에서 아래로 연장된 한 쌍의 다리(150)로 구성된다. 다리(150)는 전술한 지지대(200)에 빔 인출 전극(100A-100D)을 장착하는 장착부가 된다.The beam lead-out electrode of the present invention shown in these figures is used in the beam incidence apparatus of FIG. 1 and the beam lead-out electrode unit 10 of FIG. 2A, and is made of oxygen-free copper, and has a flat lead-out portion 110 which is largely flat. It consists of a pair of legs 150 extending downward from both ends of the lead portion (110). Leg 150 is a mounting portion for mounting the beam extraction electrode (100A-100D) to the above-described support (200).

인출부(110)는 하나의 평판(112)과 이 평판(112)의 양단에서 다리(150)와 각각 연결되는 한 쌍의 숄더(114)로 이루어진다. 평판(112)에는 다수의 인출구(116)가 열을 지어 두께 방향으로 뚫려 있고, 평판(112)의 길이 방향으로는 인출구(116) 열의 사이사이에 복수의 냉각관(122)이 뚫려 있다.The lead portion 110 is composed of one flat plate 112 and a pair of shoulders 114 respectively connected to the legs 150 at both ends of the flat plate 112. A plurality of outlets 116 are formed in rows in the flat plate 112 in the thickness direction, and a plurality of cooling pipes 122 are drilled between the rows of the outlet ports 116 in the longitudinal direction of the flat plate 112.

한편, 다리(150)는 인출부(110)의 숄더(114)와 연결되는 수직부(152) 및 이 수직부(152)에서 꺾어져 도 2의 지지대(200)와 결합되는 수평부(154)로 구성된다. 수직부(152)의 바깥쪽 측면에는 도 2의 냉각 라인(202)과 연결되는 냉각 라인 연결구(156)가 형성되어 있고, 다리(150) 내부에는 이 냉각 라인 연결구(156)에서 이어진 냉각수로(158)가 형성되어 있다.Meanwhile, the leg 150 includes a vertical portion 152 connected to the shoulder 114 of the lead portion 110 and a horizontal portion 154 that is bent from the vertical portion 152 and coupled to the support 200 of FIG. 2. It consists of. A cooling line connector 156 is formed on the outer side of the vertical portion 152 to be connected to the cooling line 202 of FIG. 2, and the cooling water passage connected to the cooling line connector 156 is formed inside the leg 150. 158 is formed.

냉각수로(158)는 인출부(110)의 숄더(114) 내부에서 인출부(110)의 폭 방향으로 연장된 매니폴드 또는 냉각수 분배관(120)에 이어진다. 냉각수 분배관(120)은 다수의 냉각관(122)과 연결된다. 이와 같이 구성하면, 연결구(156)를 통해 냉각 라인(202)으로부터 공급된 냉각수는 냉각수로(158)를 통해 냉각수 분배관(120)으로 유입된 다음 다수의 냉각관(122)으로 분배된다.The cooling water path 158 is connected to the manifold or the cooling water distribution pipe 120 extending in the width direction of the drawing part 110 inside the shoulder 114 of the drawing part 110. The cooling water distribution pipe 120 is connected to the plurality of cooling pipes 122. In this configuration, the cooling water supplied from the cooling line 202 through the connector 156 is introduced into the cooling water distribution pipe 120 through the cooling water path 158 and then distributed to the plurality of cooling pipes 122.

이때, 도 6에서 알 수 있는 것과 같이, 분배관(120)을 냉각관(122)보다 큰 직경으로 형성함으로써, 냉각수는 분배관(120)을 채운 다음 일정한 압력으로 각각 의 냉각관(122)으로 유입될 수 있다. 따라서 이러한 구성의 분배관(120)은 냉각관(122)이 냉각수로(158)에 가깝거나 멀거나에 관계없이 균일한 압력으로 냉각수가 냉각관(122)으로 분배될 수 있게 해준다.At this time, as can be seen in Figure 6, by forming a distribution pipe 120 having a larger diameter than the cooling pipe 122, the coolant fills the distribution pipe 120 and then to each cooling pipe 122 at a constant pressure Can be introduced. Thus, the distribution pipe 120 of this configuration allows the cooling water to be distributed to the cooling pipe 122 at a uniform pressure regardless of whether the cooling pipe 122 is close to or far from the cooling water passage 158.

이와 같이 구성하면, 냉각 라인 연결구(156)를 통해 냉각 라인(202, 도 2 참조)으로부터 유입된 냉각수는 냉각수로(158)와 냉각수 분배관(120)을 거쳐 냉각관(122)을 통해 흐르면서 빔에 의해 가열된 인출부(110)를 냉각시킨다. 이어 냉각수는 반대쪽의 냉각수 분배관(120)에서 합류한 다음 냉각수로(158) 및 냉각 라인 연결구(156)를 거쳐 냉각 라인(202)으로 빠져 나간다.In this configuration, the cooling water flowing from the cooling line 202 (see FIG. 2) through the cooling line connector 156 flows through the cooling pipe 122 through the cooling water passage 158 and the cooling water distribution pipe 120. Cooled out the lead-out unit 110 by. The coolant then joins at the opposite coolant distribution pipe 120 and then exits to the cooling line 202 via the cooling water passage 158 and the cooling line connector 156.

이와 같은 본 발명에 따른 빔 인출 전극은 그 기본 구성과 외양은 도 2b의 것과 유사하다. 하지만 종래기술의 빔 인출 전극의 인출부(110)가 도 2c에 도시한 것과 같이 상판(112a)과 하판(112b)으로 구성되어 서로 접합된 것에 반해, 본 발명의 인출부(110)는 도 7에서 명확히 알 수 있듯이 단일 부재로 이루어진다.Such a beam lead-out electrode according to the present invention has a basic configuration and appearance similar to that of FIG. 2B. However, while the lead portion 110 of the conventional beam lead-out electrode is composed of the upper plate 112a and the lower plate 112b and bonded to each other, as shown in FIG. 2C, the lead unit 110 of the present invention is shown in FIG. 7. As can be seen clearly in the single member.

즉 바람직하게는 무산소동으로 이루어진 평판(112)에 슈퍼 드릴 공정을 통해 냉각관(122)에 해당하는 위치에 미세한 구멍을 뚫은 다음 와이어 작업을 통해 이들 구멍을 트리밍하여 냉각관(122)을 완성한 것이다. 따라서 이와 같은 본 발명의 냉각관(122)은 전술한 종래기술의 문제로부터 자유롭다. 즉, 약간만 어긋나도 냉각관이 정밀하게 형성되지 않을 수 있고 안정된 접합이 이루어지지 않으면 냉각수가 상판과 하판의 접합부를 통해 새어나올 수도 있는 문제가 생기지 않는다. 또한, 접합 과정에서 떨어져 나온 조각이나 밀려나온 부분 등에 의해 냉각관이 막히거나 하는 등의 문제도 방지할 수 있다. 아울러, 다른 종래기술에서 관찰되는 솔더링 또는 브레이징에 의한 문제도 방지할 수 있다.That is, a fine hole is drilled in a position corresponding to the cooling tube 122 through a super-drilling process on the flat plate 112 made of oxygen-free copper, and the cooling tube 122 is completed by trimming these holes through a wire operation. . Therefore, the cooling tube 122 of the present invention is free from the problems of the prior art described above. That is, even if only slightly shifted, the cooling tube may not be precisely formed, and there is no problem that the cooling water may leak through the joint of the upper plate and the lower plate unless a stable bonding is made. In addition, it is also possible to prevent problems such as clogging of the cooling tube due to fragments, parts pushed out, and the like, which are separated in the bonding process. In addition, it is possible to prevent problems due to soldering or brazing observed in other prior arts.

한편, 도 8을 참조하여, 인출부(110)와 다리(150) 사이의 결합 상태를 설명한다. 인출부 숄더(114)의 밑면과 다리(150)의 상면은 브레이징에 의해 서로 접합되어 있다. 또, 인출부(110)의 숄더(114)에는 나사 구멍(130)이 형성되어 있고, 다리(150)에는 이에 대응하는 나사 구멍(160, 162)이 형성되어 있다. 따라서, 나사(170)는 인출부의 나사 구멍(130)과 다리(150)의 나사 구멍(162)에 채워져 인출부(110)와 다리(150)를 결합시킨다. 이렇게 하면, 브레이징과 나사 결합에 의해 인출부(110)와 다리(150)는 서로 일체로 단단히 결합한다.Meanwhile, referring to FIG. 8, the coupling state between the lead unit 110 and the leg 150 will be described. The bottom surface of the lead shoulder 114 and the top surface of the leg 150 are joined to each other by brazing. In addition, a screw hole 130 is formed in the shoulder 114 of the lead portion 110, and screw holes 160 and 162 corresponding thereto are formed in the leg 150. Accordingly, the screw 170 is filled in the screw hole 130 of the lead portion and the screw hole 162 of the leg 150 to couple the lead portion 110 and the leg 150. In this case, the lead portion 110 and the leg 150 are firmly coupled to each other by brazing and screwing.

또, 다리(150)의 상면에는 돌기(164)가 형성되어 숄더(114)에 끼워짐으로써 인출부(110)와 다리(150) 사이의 결합을 위한 가이드 역할을 함과 동시에 이들이 더욱 단단히 결합할 수 있게 해준다.In addition, a protrusion 164 is formed on the upper surface of the leg 150 to be fitted to the shoulder 114 to serve as a guide for coupling between the lead portion 110 and the leg 150, and at the same time they may be more firmly coupled. To make it possible.

한편, 냉각수 분배관(120)과 다리(150)의 냉각수로(158)를 연결하는 상부 냉각수로(118)가 형성되어 있다. 따라서, 위와 같이 숄더(114)와 다리(150)가 결합되면, 상부 냉각수로(118)는 다리(150)의 냉각수로(158)를 통해 유입되는 냉각수를 상부의 냉각수 분배관(120)으로 통과시킨다.On the other hand, the upper cooling water passage 118 that connects the cooling water distribution pipe 120 and the cooling water passage 158 of the leg 150 is formed. Therefore, when the shoulder 114 and the leg 150 are coupled as described above, the upper cooling water passage 118 passes the cooling water introduced through the cooling water passage 158 of the leg 150 to the upper cooling water distribution pipe 120. Let's do it.

한편, 다리(150)는 평판(112)에 직각이 아닌 평판(112)의 길이 방향으로 결합될 수도 있다. 이는 도 2의 제1 이온 빔 인출 전극(100A) 즉 플라즈마 그리드(100A)의 경우에 해당한다. 이 경우에는 숄더(114)와 다리(150)의 형태와 배치가 다소 변경되지만 기본 개념과 구성은 위에 설명한 것과 동일하다.On the other hand, the leg 150 may be coupled in the longitudinal direction of the plate 112, not perpendicular to the plate 112. This is the case of the first ion beam extracting electrode 100A, that is, the plasma grid 100A of FIG. 2. In this case, the shape and arrangement of the shoulder 114 and the leg 150 is slightly changed, but the basic concept and configuration are the same as described above.

이하 도 9a 내지 9f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 인출 전극 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a beam lead-out electrode according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9F.

먼저 도 9a에 도시한 것과 같은 금속판(110A)을 준비한다. 이 금속판(110A)은 바람직하게는 무산소동으로 구성되고, 그 치수는 도 3의 인출부(110)에 해당한다. 즉 폭과 길이는 인출부(110)의 것과 동일하고 두께는 인출부(110)의 숄더(114)의 높이와 같다.First, a metal plate 110A as shown in FIG. 9A is prepared. This metal plate 110A is preferably comprised of oxygen-free copper, and its dimension corresponds to the lead-out part 110 of FIG. That is, the width and length are the same as those of the lead portion 110 and the thickness is the same as the height of the shoulder 114 of the lead portion 110.

이 금속판(110A)을 가공하여 도 9b에 도시한 것과 같은 중간 금속판(110B)을 형성한다. 즉, 금속판(110B)에 길이 방향으로 복수의 관(122)을 형성한다. 이 작업은 먼저 슈퍼 드릴 작업을 통해 금속판(110B)에 냉각관에 해당하는 미세한 구멍(122)를 형성하게 된다.This metal plate 110A is processed to form an intermediate metal plate 110B as shown in Fig. 9B. That is, a plurality of pipes 122 are formed in the metal plate 110B in the longitudinal direction. This operation first forms a fine hole 122 corresponding to the cooling tube in the metal plate 110B through the super drill operation.

이어, 도 9c에 도시한 것과 같이, 이들 구멍(122)에 와이어(W)를 넣어 트리밍하는 와이어 작업을 통해 냉각관(122)을 얻게 된다. 따라서 슈퍼 드릴 작업으로 얻은 미세한 구멍은 냉각관(122)보다 작은 직경으로 형성됨이 바람직하다. 또, 슈퍼 드릴 작업은 평판(112)의 양단에서 중심을 향해 이루어지는 것이 효율상 바람직하다. 한편, 와이어 작업은 슈퍼 드릴 작업에 의해 형성된 미세한 구멍을 트리밍하면서 구멍 내경을 균일하게 해준다.Subsequently, as shown in FIG. 9C, the cooling pipe 122 is obtained through a wire operation in which the wires W are inserted and trimmed in these holes 122. Therefore, the fine holes obtained by the super drill operation is preferably formed with a smaller diameter than the cooling tube 122. In addition, it is preferable for efficiency that a super drill operation is made toward the center from the both ends of the flat plate 112. FIG. On the other hand, the wire operation makes the hole inner diameter uniform while trimming the minute hole formed by the super drill operation.

그런 다음 전자 빔 용접을 실시하여 냉각관(122)의 양단을 폐쇄한다. 한편 적절한 다른 조치를 취함으로써 이 단계는 생략할 수도 있다.Then, electron beam welding is performed to close both ends of the cooling tube 122. On the other hand, this step may be omitted by taking other appropriate measures.

이어, 금속판(110B)의 양단에 도 9d에 도시한 것과 같은 형상의 반쪽 원통형 홈 즉 하부 섹션(120A)을 형성하여 금속판(110C)을 얻는다.Subsequently, half cylindrical grooves, i.e., lower sections 120A, having a shape as shown in Fig. 9D are formed at both ends of the metal plate 110B to obtain the metal plate 110C.

또, 드릴 작업 등을 통해 금속판(110C)의 양단을 상하로 관통하는 상부 냉각수로(118)를 형성한다. 물론, 이 단계는 도 9b 단계 전에 실시할 수도 있다.Moreover, the upper cooling water path 118 which penetrates the both ends of the metal plate 110C up and down through drill operation etc. is formed. Of course, this step may be performed before step 9b.

그런 다음, 도 9e에 도시한 것과 같이, 하부 섹션(120A)과 대응하는 형상의 상부 섹션(120B) 및 스토퍼(120C)를 준비하여 이들을 하부 섹션(120A)에 결합한다. 즉, 이들 부분(120A, 120B, 120C)은 전자 빔 용접(E-beam welding)을 통해 서로 접합된다. 이와 같이 결합되면, 이들은 도 3에 도시한 냉각수 분배관(120)을 구성하게 된다.Then, as shown in FIG. 9E, an upper section 120B and a stopper 120C having a shape corresponding to the lower section 120A are prepared and coupled to the lower section 120A. That is, these portions 120A, 120B, and 120C are joined to each other through E-beam welding. When combined in this way, they constitute the cooling water distribution pipe 120 shown in FIG.

한편, 도 9f는 냉각수 분배관(120)의 구성 부분 즉 냉각수 분배관 상부 섹션(120B), 스토퍼(120C) 및 냉각수 분배관 하부 섹션(120A)이 서로 조립된 형태를 보여주고 있다. 이와 같이 접합된 부분들은 말끔한 외관을 갖게 되고 이들 사이의 경계면은 육안으로 관찰되지 않는다. 다만, A 부분을 확대한 부분(점선의 원으로 나타낸 부분)에서는 이들 사이의 결합 상태를 보여주기 위해 이들 사이의 경계를 선으로 나타낸 것이다. 전자 빔 용접은 이와 같이 미려한 외관뿐만 아니라 용접 또는 솔더링 등에서 발생할 수 있는 조각 등이 냉각수 분배관(120) 내부에 잔류할 가능성을 근본적으로 방지할 수 있다는 장점을 갖는다.Meanwhile, FIG. 9F illustrates a structure in which the cooling water distribution pipe 120 is assembled, that is, the cooling water distribution pipe upper section 120B, the stopper 120C, and the cooling water distribution pipe lower section 120A. These joined parts have a neat appearance and the interface between them is not visually observed. However, in the enlarged part (part indicated by the circle of dashed line) in the A part, the boundary between them is shown as a line to show the coupling state between them. Electron beam welding has the advantage that it is possible to fundamentally prevent the possibility of remaining in the coolant distribution pipe 120, such as a beautiful appearance as well as pieces that may occur in welding or soldering.

한편, 도 9f의 A 부분은 분배관 상부 섹션(120B), 스토퍼(120C) 및 냉각수 분배관 하부 섹션(120A)이 결합된 상태를 강조하기 위해 이들 사이의 경계를 표시한 것이다.On the other hand, part A of FIG. 9F indicates a boundary between them to emphasize the combined state of the distribution pipe upper section 120B, the stopper 120C, and the coolant distribution pipe lower section 120A.

이어서, 절삭 등에 의해 도 9h의 금속판(110D)의 양단 사이의 하부 영역을 제거하고 드릴 작업 또는 펀칭 작업을 통해 평판(110C)에 두께 방향으로 다수의 인 출구(116)를 형성하여 도 9g에 도시한 것과 같은 이온 빔 인출부(110)를 얻는다.Subsequently, the lower region between both ends of the metal plate 110D of FIG. 9H is removed by cutting or the like, and a plurality of phosphorus outlets 116 are formed in the thickness direction in the plate 110C through a drill operation or a punching operation, as shown in FIG. 9G. The ion beam lead-out unit 110 as described above is obtained.

이어, 도 9h를 참조하여 다리(150)와 냉각수 분배관 상부 섹션(120B) 및 스토퍼(120C)를 이온 빔 인출부(110)에 결합하는 작업을 설명한다.Next, referring to FIG. 9H, an operation of coupling the leg 150, the coolant distribution pipe upper section 120B, and the stopper 120C to the ion beam extraction unit 110 will be described.

먼저, 도 6과 8에 도시한 것과 같은 구조의 한 쌍의 다리(150)를 준비하고, 이들 다리(150)를 저온 브레이징과 나사 결합을 통해 인출부(110)의 숄더(114)에 일체로 결합한다. 즉 숄더(114)의 밑면과 다리(150)의 상면은 저온 브레이징에 의해 서로 접합되고, 나사(170)는 숄더(114)와 다리(150)를 서로 단단히 결박한다. 한편, 나사(170)는 상부에 나삿니(172)가 형성되고 하부(174)는 매끄럽게 형성함으로써 나사 체결 작업을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라, 나삿니(172)는 도 8에 도시한 것과 같이 숄더(114)의 나사 구멍(130)과 다리(150)의 나사 구멍(162)과 맞물려 다리(150)를 숄더(114)에 단단히 결박한다. 또, 다리(150)의 돌기(164)는 숄더(114)에 삽입되어 다리(150)와 숄더(114) 사이의 결합 작업을 가이드하면서 이들 사이의 결합 강도를 향상시킨다.First, a pair of legs 150 having a structure as shown in FIGS. 6 and 8 are prepared, and these legs 150 are integrally formed with the shoulder 114 of the lead-out unit 110 through low temperature brazing and screwing. To combine. That is, the bottom surface of the shoulder 114 and the top surface of the leg 150 are joined to each other by low temperature brazing, and the screw 170 tightly binds the shoulder 114 and the leg 150 to each other. On the other hand, the screw 170 has a thread 172 is formed on the upper portion and the lower portion 174 may be smoothly formed to facilitate the screw fastening operation. Accordingly, the thread 172 is engaged with the screw hole 130 of the shoulder 114 and the screw hole 162 of the leg 150, as shown in FIG. 8, to securely bind the leg 150 to the shoulder 114. do. In addition, the protrusion 164 of the leg 150 is inserted into the shoulder 114 to guide the joining operation between the leg 150 and the shoulder 114 while improving the bonding strength therebetween.

도 9i는 도 9h의 작업을 통해 결합된 빔 인출 전극을 보여준다. 다리(150)는 숄더(114)에 일체로 결합되어, 본 발명의 이온 빔 인출 전극을 얻는다.FIG. 9I shows the beam drawing electrode coupled through the operation of FIG. 9H. Leg 150 is integrally coupled to shoulder 114 to obtain the ion beam drawing electrode of the present invention.

이와 같이 슈퍼 드릴 작업과 와이어 작업과 같이 기계적 가공을 기반으로 하여 대전류 이온 빔 인출 전극을 제조함으로써 작업을 용이하게 하고 제조비용을 줄일 수 있다.As such, by manufacturing a high current ion beam drawing electrode based on mechanical processing such as a super drill operation and a wire operation, the operation can be facilitated and the manufacturing cost can be reduced.

이하 도 10a 내지 10d를 선행하는 도 9a와 9i를 함께 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 인출 전극 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a beam lead-out electrode according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A and 9I, which precede FIGS. 10A to 10D.

먼저 도 9a에 도시한 것과 같은 금속판(110A)을 준비한다. 이 단계는 위에서 도 9a를 참조하여 설명하였으므로 반복 설명하지 않는다.First, a metal plate 110A as shown in FIG. 9A is prepared. This step has been described above with reference to FIG. 9A and will not be repeated.

이 금속판(110A)을 가공하여 도 10a에 도시한 것과 같은 인출부 원판(110B)을 형성한다. 즉, 절삭 등에 의해 숄더(114) 사이의 영역을 제거하고, 숄더(114)의 상부에는 냉각수 분배관(120)을 형성할 분배관 하부 섹션(120A)을 형성한다. 또, 드릴 작업 등을 통해 상부 냉각수로(118)를 형성한다. 그런 다음, 드릴 작업 또는 펀칭 작업을 통해 평판(112)에 두께 방향으로 다수의 인출구(116)를 형성한다. 도 10a에서 설명한 복수의 작업 단계는 위의 순서가 바람직하지만 작업 여건에 따라 순서를 바꾸어도 무방하다.This metal plate 110A is processed to form a lead-out disk 110B as shown in Fig. 10A. That is, the region between the shoulders 114 is removed by cutting, and the upper portion of the shoulder 114 is formed with a distribution pipe lower section 120A to form the cooling water distribution pipe 120. In addition, the upper cooling water passage 118 is formed through a drill operation or the like. Then, a plurality of outlets 116 are formed in the thickness direction in the flat plate 112 through a drilling operation or a punching operation. Although the above order is preferable for the plurality of work steps described in FIG. 10A, the order may be changed according to the working conditions.

이어, 도 10b에 도시한 것과 같이, 평판(112)에 길이 방향으로 인출구(116)의 사이사이에 복수의 관(122)을 형성한다. 이 작업은 먼저 슈퍼 드릴 작업을 통해 평판(112)에 냉각관에 해당하는 미세한 구멍을 형성하고 이 구멍에 와이어(W)를 넣어 미세한 구멍을 트리밍하는 와이어 작업을 통해 냉각관(122)을 얻게 된다. 따라서 슈퍼 드릴 작업으로 얻은 미세한 구멍은 냉각관(122)보다 작은 직경으로 형성됨이 바람직하다. 또, 슈퍼 드릴 작업은 평판(112)의 양단에서 중심을 향해 이루어지는 것이 효율상 바람직하다. 한편, 와이어 작업은 슈퍼 드릴 작업에 의해 형성된 미세한 구멍을 트리밍하면서 구멍 내경을 균일하게 해준다.Next, as shown in FIG. 10B, a plurality of pipes 122 are formed in the flat plate 112 between the outlets 116 in the longitudinal direction. This operation first obtains the cooling tube 122 through a wire operation to form a fine hole corresponding to the cooling tube in the flat plate 112 through the super-drilling operation, and to insert the wire (W) in the hole to trim the fine hole. . Therefore, the fine holes obtained by the super drill operation is preferably formed with a smaller diameter than the cooling tube 122. In addition, it is preferable for efficiency that a super drill operation is made toward the center from the both ends of the flat plate 112. FIG. On the other hand, the wire operation makes the hole inner diameter uniform while trimming the minute hole formed by the super drill operation.

이어, 도 10c를 참조하여 다리(150)와 냉각수 분배관 상부 섹션(120B) 및 스토퍼(120C)를 인출부(110)에 결합하는 작업을 설명한다.Next, referring to FIG. 10C, the operation of coupling the leg 150, the coolant distribution pipe upper section 120B, and the stopper 120C to the lead-out unit 110 will be described.

먼저, 도 6과 8에 도시한 것과 같은 구조의 한 쌍의 다리(150)를 준비하고, 이들 다리(150)를 저온 브레이징과 나사 결합을 통해 인출부(110)의 숄더(114)에 일체로 결합한다. 즉 숄더(114)의 밑면과 다리(150)의 상면은 저온 브레이징에 의해 서로 접합되고, 나사(170)는 숄더(114)와 다리(150)를 서로 단단히 결박한다. 한편, 나사(170)는 상부에 나삿니(172)가 형성되고 하부(174)는 매끄럽게 형성함으로써 나사 체결 작업을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라, 나삿니(172)는 도 8에 도시한 것과 같이 숄더(114)의 나사 구멍(130)과 다리(150)의 나사 구멍(162)과 맞물려 다리(150)를 숄더(114)에 단단히 결박한다. 또, 다리(150)의 돌기(164)는 숄더(114)에 삽입되어 다리(150)와 숄더(114) 사이의 결합 작업을 가이드하면서 이들 사이의 결합 강도를 향상시킨다.First, a pair of legs 150 having a structure as shown in FIGS. 6 and 8 are prepared, and these legs 150 are integrally formed with the shoulder 114 of the lead-out unit 110 through low temperature brazing and screwing. To combine. That is, the bottom surface of the shoulder 114 and the top surface of the leg 150 are joined to each other by low temperature brazing, and the screw 170 tightly binds the shoulder 114 and the leg 150 to each other. On the other hand, the screw 170 has a thread 172 is formed on the upper portion and the lower portion 174 may be smoothly formed to facilitate the screw fastening operation. Accordingly, the thread 172 is engaged with the screw hole 130 of the shoulder 114 and the screw hole 162 of the leg 150, as shown in FIG. 8, to securely bind the leg 150 to the shoulder 114. do. In addition, the protrusion 164 of the leg 150 is inserted into the shoulder 114 to guide the joining operation between the leg 150 and the shoulder 114 while improving the bonding strength therebetween.

한편, 냉각수 분배관 상부 섹션(120B) 및 스토퍼(120C)를 준비하여 이들을 냉각수 분배관 하부 섹션(120A)에 결합한다. 이와 같이 결합되면, 이들은 전술한 냉각수 분배관(120)을 구성하게 된다.Meanwhile, the coolant distribution pipe upper section 120B and the stopper 120C are prepared and coupled to the coolant distribution pipe lower section 120A. When combined in this way, they constitute the aforementioned coolant distribution pipe 120.

도 10d는 도 10c의 작업을 통해 결합된 빔 인출 전극을 보여준다. 다리(150)는 숄더(114)에 일체로 결합되고, 도 10c의 A에 해당하는 부분도 역시 일체로 결합되어 냉각수 분배관(120)을 형성하고 있다.FIG. 10D shows the beam leading electrode coupled through the operation of FIG. 10C. Leg 150 is integrally coupled to the shoulder 114, the portion corresponding to A of Figure 10c is also integrally coupled to form a coolant distribution pipe 120.

한편, 도 10d는 냉각수 분배관(120)의 구성 부분 즉 냉각수 분배관 상부 섹션(120B), 스토퍼(120C) 및 냉각수 분배관 하부 섹션(120A)이 서로 조립된 형태만을 보여주고 있다. 즉, 이들 부분(120A, 120B, 120C)은 전자 빔 용접(E-beam welding)을 통해 서로 접합된다. 따라서 이와 같이 접합된 부분들은 도 9h에 도시 한 것과 동일하게 말끔한 외관을 갖는다.On the other hand, FIG. 10D shows only a configuration in which the components of the coolant distribution pipe 120, that is, the coolant distribution pipe upper section 120B, the stopper 120C, and the coolant distribution pipe lower section 120A are assembled with each other. That is, these portions 120A, 120B, and 120C are joined to each other through E-beam welding. Therefore, the bonded parts have a neat appearance as shown in FIG. 9H.

이에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조 방법으로도 실질적으로 동일한 이온 빔 인출 전극을 제조할 수 있다.Accordingly, the same ion beam extraction electrode may be manufactured using the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention.

전술한 것과 같이, 본 발명에 따른 대전류 이온 빔 인출 전극은 냉각 회로를 개선함으로써 인출되는 이온 빔의 질을 개선하고 운전시간을 늘릴 수 있다. 또, 본 발명에 따른 제조 방법은 미세한 냉각관을 용이하게 형성하면서도 인출부에 끼칠 수 있는 여러 악영향을 피할 수 있다. 따라서 인출부의 안정성을 개선하고 그 수명을 늘일 수 있을 뿐만 아니라 작업의 효율을 개선하고 제조비용을 절감할 수 있다.As described above, the high current ion beam extraction electrode according to the present invention can improve the quality of the ion beam drawn out and improve the operating time by improving the cooling circuit. In addition, the manufacturing method according to the present invention can easily avoid the various adverse effects that may be caused on the lead portion while easily forming a fine cooling tube. This not only improves the stability of the outlet and extends its life, but also improves the efficiency of the work and reduces the manufacturing cost.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that modifications and variations can be made.

Claims (15)

대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극에 있어서, In the ion beam extraction electrode used for a high current ion beam incidence apparatus, 두께 방향으로 열을 지어 뚫린 다수의 빔 인출구를 갖는 단일체 평판; A monolithic plate having a plurality of beam outlets formed in rows in the thickness direction; 상기 평판의 양단에 형성된 냉각수 분배관; 및 Cooling water distribution pipes formed at both ends of the plate; And 상기 평판의 양단에 결합된 한 쌍의 장착부를 포함하며, A pair of mounting portions coupled to both ends of the plate, 각각의 상기 장착부는 상기 냉각수 분배관에 냉각수를 공급하는 냉각 라인 연결구를 갖고, Each said mounting portion has a cooling line connector for supplying cooling water to said cooling water distribution pipe, 상기 평판 내부에는 상기 냉각수 분배관 사이에 상기 평판의 길이방향을 따라 상기 빔 인출구의 열 사이로 복수의 냉각관이 형성된 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극.And a plurality of cooling tubes formed in the flat plate between rows of the beam outlet ports along the longitudinal direction of the flat plate between the cooling water distribution pipes. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 분배관은, According to claim 1, wherein the cooling water distribution pipe, 상기 평판의 양단에 형성된 냉각수 분배관 하부 섹션; Coolant distribution pipe lower sections formed at both ends of the plate; 상기 냉각수 분배관 하부 섹션에 얹혀진 냉각수 분배관 상부 섹션; 및 A coolant distribution pipe upper section mounted on the coolant distribution pipe lower section; And 상기 상부 및 하부 섹션의 양단을 폐쇄하는 스토퍼로 구성되고,A stopper for closing both ends of the upper and lower sections, 상기 상부 및 하부 섹션과 스토퍼는 전자 빔 용접부에 의해 서로 결합된 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극.And the upper and lower sections and the stopper are coupled to each other by electron beam welding. 제1항에 있어서, 상기 평판은 무산소동으로 제조된 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극.The ion beam extraction electrode of claim 1, wherein the flat plate is made of oxygen-free copper. 제1항에 있어서, 상기 장착부는 나사 결합과 솔더링에 의해 상기 평판에 결합된 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극.The ion beam extraction electrode of claim 1, wherein the mounting portion is coupled to the flat plate by screwing and soldering. 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극 제조 방법에 있어서, In the ion beam extraction electrode manufacturing method used for a high current ion beam incidence apparatus, (가) 미리 정해진 치수의 금속판을 준비하는 단계; (A) preparing a metal plate of a predetermined dimension; (나) 상기 금속판의 내부에 금속판의 길이방향을 따라 연장된 복수의 미세한 통로를 형성하는 단계; (B) forming a plurality of minute passages extending in the longitudinal direction of the metal plate inside the metal plate; (다) 상기 금속판의 양 단부에 상기 금속판의 폭 방향으로 홈을 형성하는 단계; (C) forming grooves at both ends of the metal plate in the width direction of the metal plate; (라) 상기 폭 방향 홈과 대응하는 형태의 홈이 있는 한 쌍의 상부 섹션을 마련하여 상기 금속판 양 단부에 각각 결합시켜 분배관을 형성하는 단계; (D) providing a pair of upper sections having grooves of a shape corresponding to the width direction grooves, and coupling to both ends of the metal plate to form distribution pipes; (마) 금속판의 하부를 상기 양 단부만 남기고 절삭하는 단계; 및 (E) cutting the lower part of the metal plate leaving only both ends thereof; And (바) 상기 금속판의 상기 양 단부 사이의 영역에 다수의 구멍을 열을 지어 두께 방향으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.(F) forming a plurality of holes in the thickness direction in the region between the both ends of the metal plate in the thickness direction. 대전류 이온 빔 입사 장치에 사용되는 이온 빔 인출 전극 제조 방법에 있어서, In the ion beam extraction electrode manufacturing method used for a high current ion beam incidence apparatus, (a) 미리 정해진 치수의 금속판을 준비하는 단계; (a) preparing a metal plate of predetermined dimensions; (b) 금속판의 하부를 양쪽 가장자리만 남기고 절삭하여 양단에 숄더를 형성하는 단계; (b) cutting the lower part of the metal plate with only two edges to form shoulders at both ends; (c) 상기 금속판의 상기 숄더 사이의 영역에 다수의 구멍을 열을 지어 두께 방향으로 형성하는 단계; (c) forming a plurality of holes in a thickness direction in a region between the shoulders of the metal plate; (d) 상기 숄더의 상부를 가공하여 상기 금속판의 폭 방향으로 홈을 형성하고 상기 숄더의 측면으로부터 상기 숄더 홈에 연결되도록 상기 숄더에 하나 이상의 구멍을 뚫는 단계; (d) processing an upper portion of the shoulder to form a groove in the width direction of the metal plate and drilling one or more holes in the shoulder to be connected to the shoulder groove from a side of the shoulder; (e) 상기 금속판의 내부에 금속판의 길이방향을 따라 상기 숄더 홈 사이로 연장된 복수의 미세한 통로를 형성하는 단계; 및 (e) forming a plurality of minute passages extending between the shoulder grooves in a length direction of the metal plate inside the metal plate; And (f) 상기 숄더 홈과 대응하는 형태의 홈이 있는 상부 섹션을 상기 숄더에 결합시키고 상기 숄더 홈과 상부 섹션의 양단에 스토퍼를 결합하여 분배관을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.(f) coupling an upper section with a groove corresponding to the shoulder groove to the shoulder and engaging a stopper at both ends of the shoulder groove and the upper section to form a distribution tube. Method for producing lead electrode. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 (나) 또는 (e)의 미세 통로 형성 단계는 슈퍼 드릴 작업으로 미세한 구멍을 뚫어 실시하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.The method of manufacturing an ion beam extraction electrode according to claim 5 or 6, wherein the forming of the fine passage of (b) or (e) is performed by drilling a fine hole by a super drilling operation. 제7항에 있어서, 상기 슈퍼 드릴 작업 이후에 와이어 작업으로 상기 미세한 구멍을 트리밍하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.The method of claim 7, wherein the fine hole is trimmed by a wire operation after the super drill operation. 제5항에 있어서, 상기 (라) 분배관 형성 단계는 상기 폭 방향 홈과 상부 섹션의 양단에 스토퍼를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein (d) forming the distribution pipe further comprises coupling a stopper at both ends of the widthwise groove and the upper section. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 숄더의 구멍과 연결되는 냉각 라인 연결구가 형성된 한 쌍의 장착부를 상기 숄더에 결합시키는 장착부 결합 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.7. The method of claim 5 or 6, further comprising a mounting portion coupling step of coupling a pair of mounting portions having a cooling line connector connected to the holes of the shoulder to the shoulder. 제10항에 있어서, 상기 장착부 결합 단계는 솔더링에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.The method of claim 10, wherein the mounting of the mounting unit is performed by soldering. 제11항에 있어서, 상기 솔더링은 저온 솔더링인 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein the soldering is low temperature soldering. 제10항에 있어서, 상기 장착부 결합 단계는 나사 결합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.The method of claim 10, wherein the mounting of the mounting unit is performed by screwing. 제10항에 있어서, 상기 (라) 또는 (f)의 분배관 형성 단계는 전자 빔 용접에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.The method of claim 10, wherein the forming of the distribution tube of (d) or (f) is performed by electron beam welding. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 평판은 무산소동으로 제조된 것을 특징으로 하는 이온 빔 인출 전극 제조 방법.7. The method of claim 5 or 6, wherein the plate is made of oxygen-free copper.
KR1020050130046A 2005-12-26 2005-12-26 Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof KR100727680B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050130046A KR100727680B1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050130046A KR100727680B1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100727680B1 true KR100727680B1 (en) 2007-06-13

Family

ID=38359217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050130046A KR100727680B1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100727680B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3424635A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-09 Institute for Plasma Research An improved method of manufacturing actively cooled accelerator grid with full penetration weld configuration

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166000A (en) * 1987-12-22 1989-06-29 Nissin High Voltage Co Ltd Beam shutter of electron beam irradiation device
JPH05223997A (en) * 1992-02-07 1993-09-03 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window
JPH09166700A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window in electron beam irradiator of area beam type
JP2001013300A (en) 1999-06-30 2001-01-19 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166000A (en) * 1987-12-22 1989-06-29 Nissin High Voltage Co Ltd Beam shutter of electron beam irradiation device
JPH05223997A (en) * 1992-02-07 1993-09-03 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window
JPH09166700A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window in electron beam irradiator of area beam type
JP2001013300A (en) 1999-06-30 2001-01-19 Nissin High Voltage Co Ltd Irradiation window

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3424635A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-09 Institute for Plasma Research An improved method of manufacturing actively cooled accelerator grid with full penetration weld configuration
US10480863B2 (en) 2017-07-05 2019-11-19 Institute For Plasma Research Method of manufacturing actively cooled accelerator grid with full penetration weld configuration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109759789B (en) Method for manufacturing pressure-resistant interlayer of thrust chamber of liquid rocket engine
CN109413832B (en) Interdigital longitudinal magnetic mode drift tube linear accelerator adopting permanent magnet quadrupole magnets
US20050167584A1 (en) Apparatus for manipulation of ions and methods of making apparatus
JP2019193948A (en) Manufacturing method of cooler
KR100727680B1 (en) Injector grid for high current ion beam having improved cooling circuit and fabrication method thereof
US5152059A (en) Manufacture of cooled aerofoil blades
JPH0839640A (en) Distribution manifold for injection molding and its production
US20170214284A1 (en) Connection device and electric machine
CN102769391B (en) Busbar module and manufacture method thereof
CA1146282A (en) Cooling capsule for disc-shaped semiconductor components
US20220263390A1 (en) Method for welding conductor pieces in a component of an electromechanical transducer, and component of an electromechanical transducer comprising welded conductor pieces
DE4315941A1 (en) RF amplification tube with integral pole piece for millimeter wave frequencies
CN101204760A (en) High energy beam current welding press welding process and special clamp
KR101542172B1 (en) Welding tip and manufacturing method thereof
KR101517786B1 (en) Heat exchanger for pulse tube refrigerator and method for manufacturing the same
US6615481B1 (en) Method for fabrication of electromagnetic coil vanes
JP4920029B2 (en) Insert tip and plasma torch
CN214175967U (en) Efficient vibration-resistant ion source filament assembly
US7122773B2 (en) Magnetron for microwave ovens and method of forming same
US10141659B2 (en) Exothermic and mechanical electrical connector
US4228336A (en) Method of manufacturing stay ring for water turbine and pump turbine
JP6468397B2 (en) Lead storage battery strap formation method
US20230211564A1 (en) Induction welding with an electromagnetic field concentrator
FR2489731A1 (en) Railway points or crossoVer frog tip mfr. - involves drop forging connecting piece and casting and forging or separating front tip piece
Overstreet et al. Manufacturing the Harmonic Kicker Cavity Prototype for the Electron-Ion Collider

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee