KR100840037B1 - 원격 피씨비 전자파 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 피씨비 전자파 측정 장치에 관한 것으로서 본 발명에서는 원격지에서 조정이 가능한 xy 축 이동부, z축 이동부 및 카메라를 구비하는 스캐너와, 스캐너로부터 스캔된 전자파를 분석하는 컴퓨터, 컴퓨터에 저장된 자료를 원격지로 전송하는 전송매체를 구비하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치가 제공된다.

전자파 측정; 전자파 스캔

Description

원격 피씨비 전자파 측정 장치{REMOTE CONTROLLED MEASURING APPARATUS FOR ELECTRO MAGNETIC OF PRINTED CIRCUIT BOARD}

도 1은 종래 전자파 측정 장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 전자파 측정 장치의 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 전자 스캐너의 사시도.

도 4는 전자 스캐너의 xy 이동부가 이동한 상태를 도시한 사시도.

도 5는 전자 스캐너의 DC 출력 단자(20)의 구비 위치를 설명하기 위한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 전자파 스캐너의 z 이동부 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 전자파 스캐너의 z 이동부의 분해 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 인쇄회로기판 고정부의 사시도.

***** 도면상 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****

10: xy 이동부 20: DC 출력 단자

30: z 이동부 54: 프로브

56: 카메라 60: 로딩판

80: 인쇄회로기판 91: 증폭부

93: 이미지 캡쳐부 95: 위치 제어부

97: 어답터 99: 통신부

100: 전자파 스캐너 200: 스펙트럼 분석기

300: 원격제어 컴퓨터 500: 인터넷망

600: 중앙제어 컴퓨터

본 발명은 디지털제품의 규격 통과 여부와 밀접한 연관을 가지는 전자파에 대한 대책 및 분석, 평가에 관한 것으로서, 특히 디지털제품의 전자파원인 디지털소자가 실장된 인쇄회로기판에서의 전자파강도를 원격지에서 측정하여 분석하는 원격 피씨비(Printed Circuit Board) 전자파 측정 장치에 관한 것이다.

최근, 전자제품 및 디지털제품의 사용이 많아지면서 그에 따라 각각의 제품들도 다양해지고 있다. 이와 같은 각 제품들은 실장부품이나 전송선로 등이 실장된 인쇄회로기판상태 또는 제품이 조립된 상태에서 전자파가 발생된다. 각 제품에서 발생되는 전자파는 인체나 제품에 적지않은 영향을 미치므로 전자파를 측정하고 분석하는 기술이 중요시되고 있다.

인쇄회로기판 등의 제품에서 발생되는 전자파를 측정하는 기술은 정밀을 요 한다. 또한 제품의 크기가 커짐에 따라 측정면적에 제약을 받는 경우가 종종 발생하여 측정하려는 회로기판의 측정면적에 대한 제약을 해소시켜야 한다. 한편, 전자파의 간섭이나 중첩에 의한 복잡화를 없애기 위해 전자파간섭효과를 최대한 줄이는 방향으로 발전해야 한다.

전자파방사 특성을 정밀하게 측정하며, 3차원 좌표에 대한 전자계강도를 측정하여 그래픽화해서 분석할 수 있는 전자파 측정 장치가 사용 중에 있다. 도 1은 종래 전자파 측정 장치의 개략도이다.

종래 전자파 측정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전자파원을 파악하기 위해 회로기판에서 발생되는 전자파를 측정하여 전류를 유기시키는 전자파 스캐너(101)와, 상기의 전자파 스캐너(101)에서 유기된 전류를 동축케이블을 통해 전달받아 측정영역에 대해 전자파강도로 해석하는 애널라이저(201와, 상기 애널라이저(201)와 연결되어 주파수대역 측정 및 특정주파수대역에 대한 전자파강도를 측정하여 분석하는 퍼스널컴퓨터(301)로 구성된다.

이러한 종래 전자파 측정 장치는 고정된 장치이므로 이동하기가 쉽지 않다. 따라서 인쇄 회로 기판에서 발생되는 전자파를 측정하기 위해서는 전자파를 측정할 수 있는 기술자가 근무하고, 전자파 측정 장치가 설치된 곳까지 해당 기판을 가지고 와야 하는 불편이 있었다. 전자파 측정이라는 업무가 장치만 보유한다고 해결할 수 있는 문제는 아니며, 고도의 전문적인 지식을 가진 기술자가 있어야 측정 및 해석이 가능한 것이다.

인쇄회로기판에서 발생되는 전자파를 측정하기 위해서는 인쇄회로기판에 전 원을 인가하여야 한다. 종래 전자파 측정 장치에서는 외부 전원을 이용하여 인쇄회로기판에 전원을 인가하였다. 즉, 외부 상용 전원을 DC로 변환하는 어답터를 연결하고, 어답터로부터 출력되는 전선을 이용하여 인쇄회로기판에 전원을 공급하는 방식을 사용하였다. 하지만 이러한 종래 전자파 측정 장치에서 인쇄회로기판에 전원을 인가하는 방식을 사용할 경우, 어답터의 전선으로부터 발생되는 전자파에 의하여 측정이 정밀하게 유지되지 못하는 문제점이 있으며, 나아자 인쇄회로기판을 전면과 후면으로 번갈아가면서 뒤집을 때 어답터로부터 벋어나오는 전선 때문에 인쇄회로기판을 불안정한 위치에 놓이는 문제점이 있었다.

인쇄회로기판의 전자파를 측정할 경우에는 부품 소자가 삽입되는 인쇄회로기판의 전면뿐만 아니라 용접이 이루어지는 후면도 검사를 진행한다. 그런데 후면을 검사할 경우 회로 부품 소자가 삽입된 부분이 검사 프레이트의 바닥과 맞닿게 되고, 회로 부품 소자의 높이가 일정하지 않으므로 일 방향으로 기울어지고, 나아가 안정된 위치를 유지하지 못하고 불안정하게 기우뚱거리는 현상이 발생하여 종래 전자파 측정 장치를 이용할 경우 인쇄회로기판의 후면을 정밀하게 측정할 수 없는 문제가 발생하고 있다.

또한 인쇄회로기판에서 발생되는 전자파를 측정하기 위해서는 인쇄회로기판에 삽입된 부품의 정확한 높이를 파악할 수 있어야 정밀한 전자파 측정이 가능하나 종래 전자파 측정 장치의 경우에는 인쇄회로기판에 삽입된 부품의 정확한 높이를 간편하게 측정할 수 있는 장치가 제시되지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 전자파 측정 기술자가 원거리에 위치한 전자파 측정 장치를 원격에서 제어하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 원격 피씨비 전자파 측정 장치 내부에 인쇄회로기판에 인가할 DC 전원을 출력하는 출력단자를 구비하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자파를 측정하고자 하는 인쇄회로기판을 안정적으로 로딩하는 인쇄회로기판 고정지그를 갖는 원격 피씨비 전자파 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인쇄회로기판 상에 삽입되는 회로 부품의 높이를 간편하게 측정할 수 있는 Z축 측정부를 구비하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 원격지에 이격된 위치에 있는 인쇄회로기판에서 발생되는 전자파를 스캔하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치로서, 전자파 측정 대상이 되는 인쇄회로기판을 지지하는 로딩판, 전자파를 감지하는 프로브, 프로브를 z 축 방향으로 이동시키는 z 이동부, 프로브를 xy축 방향으로 이동시키는 xy 이동부, 인쇄회로기판에 공급되는 전원을 출력하는 DC 출력 단자, 영상을 입력받는 카메라, 외부의 사용 전원으로부터 상기 DC 출력 단자에 공급되는 DC 전원을 생성하는 어답 터, 상기 z 이동부 및 xy 이동부에 제어 신호를 생성하는 위치 제어부, 카메라로부터 입력되는 영상을 캡쳐하는 이미지 캡쳐부, 프로브에서 감지되는 전자파 신호를 증폭하는 증폭부 및 외부 기기와 통신하는 통신부를 구비하는 전자파 스캐너와, 상기 전자파 스캐너로부터 측정되는 전자파를 분석하는 스펙트럼 분석기와, 상기 스펙트럼 분석기로부터 결과 파형을 수신하고 수신된 결과 파형과, 상기 전자파 스캐너로부터 전송된 영상 신호를 인터넷망을 통하여 전송하고, 인터넷망을 통하여 수신되는 프로브 이동신호를 상기 전자파 스캐너로 전달하는 원격 제어 컴퓨터 및 원격지에 위치한 전자파 분석 전문가로부터 프로브 이동신호를 입력받고, 상기 원격제어 컴퓨터로부터 인터넷망을 통하여 입력되는 분석 파형을 디스플레이하는 중앙제어 컴퓨터(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치에 의해서 달성 가능하다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격 피씨비 전자파 측정 장치의 블록도이다. 본 발명의 원격 피씨비 전자파 측정 장치는 전자파 스캐너(100), 전자파 스캐너(100)로부터 측정되는 전자파를 분석하는 스펙트럼 분석기(200), 스펙트럼 분석기(200)로부터 결과 파형을 수신하고 수신된 결과 파형과, 전자파 스캐너(100)로부터 전송된 영상 신호를 인터넷망(500)을 통하여 전송하고, 인터넷망(500)을 통하여 수신되는 프로브 이동신호를 전자파 스캐너(100)로 전달하는 원격 제어 컴퓨터(300), 및 원격지에 위치한 전자파 분석 전문가로부터 프로브 이동신호를 입력받고, 원격제어 컴퓨터(300)로부터 인터넷망(500)을 통하여 입력되는 분석 파형을 디스플레이하는 중앙제어 컴퓨터(600)로 구성된다.

전자파 스캐너(100)는 z 이동부(30), xy 이동부(10), DC 출력 단자(20), 카메라(56), 프로브(54), 외부의 사용 전원으로부터 DC 출력 단자(20)에 공급되는 DC 전원을 생성하는 어답터(97), z 이동부(30) 및 xy 이동부(10)에 제어 신호를 생성하는 위치 제어부(95), 카메라(56)로부터 입력되는 영상을 캡쳐하는 이미지 캡쳐부(93), 프로브(54)에서 감지되는 전자파 신호를 증폭하는 증폭부(91) 및 외부 기기와 통신하는 통신부(99)로 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 전자 스캐너의 사시도이고, 도 4는 전자 스캐너의 xy 이동부가 이동한 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 전자 스캐너의 DC 출력 단자(20)의 구비 위치를 설명하기 위한 사시도이다. 이하 도 3 내지 도 5를 이용하여 본 발명에 따른 일 실시예의 전자 스캐너에 대해서 설명하기로 한다.

전자 스캐너(100)는 인쇄회로기판(80)을 고정시키는 인쇄회로기판 고정부(70)와, 인쇄회로기판 고정부(70)에 의해 고정된 인쇄회로기판(80)을 로딩하는 로딩판(60), 프로브(54)를 xy축 방향으로 이동시키는 xy 이동부(10), 프로브(54)를 z축 방향으로 이동시키는 z 이동부(30), 카메라(56)를 지지하는 카메라 지지대(58)를 구비한다. xy 이동부(10)는 LM 가이드 또는 볼스크류 등의 방식으로 구현될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 프로브(54)를 x축 및 y축 방향으로 움직이게 한다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이 xy 이동부(10) 하부 공간에 DC 출력 단자(20)를 위치시킴으로써 테스터 되는 인쇄회로기판(80)에 공급되는 전원선이 최대한 짧게 유지되도록 하였으며, 인쇄회로기판(80)을 뒤집을 때에도 별다른 어려움 없이 할 수 있게 하였다. DC 출력 단자(20)에는 다양한 DC 전압 출력단자를 구비하도록 하였다.

이하 본 발명에 따른 원격 피씨비 전자파 측정 장치의 동작에 대해서 설명하기로 한다. 인쇄회로기판의 네 모서리에 인쇄회로기판 고정부(70)를 삽입하여 인쇄회로기판을 안정적으로 고정한 후 로딩판(60)에 위치시키고, 인쇄회로기판에 전원을 인가한다(STEP 1). 인쇄회로기판의 측정하고자 하는 영역으로 xy 이동부(10)를 이동시켜 프로브(54)를 위치시킨다(STEP 2). 위치 조정은 카메라(56)로 입력되는 이미지 정보를 이미지 캡쳐부(93)에 의해서 캡쳐한 후 통신부(99)를 통해 원격제어 컴퓨터(300)로 전송한다. 원격제어 컴퓨터(300)는 전송받은 이미지 정보를 인터넷망(500)을 통하여 중앙제어 컴퓨터(600)로 전송한다. 중앙제어 컴퓨터(600)는 전송된 이미지가 디스플레이되는 것을 보고, xy 이동부 제어 신호 및 z 이동부 제어 신호를 입력하고, 이러한 제어 정보는 인터넷망(500)을 통하여 원격제어 컴퓨터(300)로 입력된 후, 통신부(99)를 거쳐 위치 제어부(95)로 입력된다. 위치 제어부(95)의 제어 신호에 따라 프로브(54)의 위치가 제어되는 것이다.

인쇄회로기판의 측정하고자 하는 영역 내에 삽입된 회로 부품의 높이를 측정한다(STEP 3). 이러한 높이 측정 방법은 하기에서 상세히 설명하기로 한다. 프로 브(54)가 측정된 최대 높이를 유지하면서 측정하고자 하는 인쇄회로기판 영역 내를 스캔하게 된다(STEP 4). 프로브(54)에 의해 감지된 전자파는 증폭기(91)에 의해 증폭된 후 통신부(99)를 거쳐 스펙트럼 분석기(200)로 입력된다. 스펙트럼 분석기(200)에서 분석되어 디스플레이 되는 정보는 원격제어 컴퓨터(300)와 인터넷망(500)을 거쳐 중앙제어 컴퓨터(600)에 전송되게 된다(STEP 5).

도 6은 본 발명에 따른 전자파 스캐너의 z 이동부 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 전자파 스캐너의 z 이동부의 분해 사시도이다. 이하 도 6 및 도 7을 이용하여 본 발명의 전자파 스캐너의 z 이동부의 구조 및 동작에 대해서 설명하기로 한다.

z 이동부는 내부에 모터를 구비하는 몸체부(32), 몸체부(32)의 일측면을 따라 모터에 의해 움직이는 z축 이동부 브라켓(34), z축 이동부 브라켓(34)에 고정되고 상면에 센서(38)를 부착 구비하는 센서 고정용 브라켓(36), 프로브(54)의 미세 위치를 조절하는 마이크로 메타를 구비하는 마이크로 메타 부착용 브라켓(40), 프로브(54)가 회로 부품 상부에 닿았을 때, 프로브(54)가 더 이상 하강하지 않도록 슬라이드 되며, 상측에 두 개의 가이드 핀(51, 52)을 구비하는 슬라이드부(48), 가이드 핀(51, 52)을 가이드하는 가이드홀(43, 45)을 구비하고, 센서 고정용 브라켓(36)에 고정 설치되는 가이드 브라켓(47), 센서 고정용 브라켓(36)에 고정 설치되며 슬라이드부(48)를 가이드하는 보조 브라켓(42) 및 프로브(54)를 슬라이드부(48)에 고정시키는 프로브 브라켓(50)을 구비한다.

이하 z 이동부의 동작에 대해서 설명하기로 한다. 인쇄회로기판에 삽입된 회로 부품의 높이를 측정하기 위해서 xy 이동부(10)를 이동시켜 프로브(54)를 높이를 측정하고자 하는 회로 부품의 상부 영역에 위치시킨 후, z축 이동부 브라켓(34)을 하부 방향으로 이동시킨다. z축 이동부 브라켓(34)이 하부 방향으로 이동되면 슬라이드부(48)도 하부 방향으로 이동되며, 이에 따라 프로브(54)도 하부 방향으로 이동하게 된다. 점차 하부 방향으로 이동하다가 프로브(54)가 회로 부품의 상부와 맞닿게 되면 z축 이송부 브라켓(34)과 보조 브라켓(42), 마이크로 메타 부착용 브라켓(40) 및 가이드 브라켓(45)은 동시에 하부 방향으로 이동하지만 슬라이드부(48)는 보조 브라켓(42)을 따라 슬라이딩 되면서 현위치를 유지하게 된다. 이는 회부 부품의 상부에 프로브(54)가 맞닿아 있고, 프로브(54)는 프로브 브라켓(50)에 고정 설치되고, 프로브 브라켓(48)은 슬라이드부(48)에 고정 설치되어 있기 때문이다. 따라서 슬라이드부(48) 상부에 위치하는 가이드핀(51, 52)은 가이드 브라켓(47)에 형성된 가이드홀(43, 45) 외부로 돌출되게 된다. 가이드홀(43, 45) 외부로 돌출된 가이드핀(51, 52)은 센서(38)에 의해서 감지됨으로써 인쇄회로기판에 삽입된 회로 부품의 높이를 파악할 수 있게 되는 것이다. 도 6에서 (a)는 회로부품 상부에 프로브(54)가 맞닿기 전의 상태로서 센서 고정용 브라켓(36)이 프로브(54)와 함께 하부 방향으로 하강하는 경우를 도시한 것이고, (b)는 회로부품 상부에 프로브(54)가 맞닿은 후의 상태로서 센서 고정용 브라켓(36)은 하부 방향으로 내려가지만 프로브(54)는 현위치에서 유지되고 있으므로 가이드핀(51, 52)가 가이드홈 외부로 돌출되는 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 인쇄회로기판 고정부의 사시도이다. 인쇄회로기판 고정부(70)는 고무 등의 완충재로 구성되어 로딩판(60)과의 충격을 완화하는 완충부(76), 상부에는 나사홈이 구비되는 'ㄷ'자 형태의 몸체부(72) 및 나사홈에 나사 결합되는 나사부(74)로 구성된다. 인쇄회로기판의 네 모서리는 몸체부(72)의 'ㄷ'자 홈에 끼워진 후, 나사부(74)에 의해 밀착 고정된 후 로딩판(60)에 놓여지게 된다. 도 8에 도시된 바와 같은 인쇄회로기판 고정부(70)를 사용함으로써 바닥면으로부터 인쇄회로기판을 이격한 상태로 안정적으로 고정할 수 있게 되었다. 물론 이격 높이는 완충부(76)의 높이 또는 'ㄷ'자 형태의 몸체부(72)의 하부면의 높이를 조절함으로써 용이하게 변경 가능하다.

본 발명은 원격 피씨비 전자파 측정 장치에 의해서 전자파 측정 기술자가 원거리에 위치한 전자파 측정 장치를 원격에서 제어할 수 있게 되어 인쇄회로기판을 가진 자가 전자파 측정자가 위치한 장소까지 이동해야 되는 불편을 없앨 수 있게 되었다.

본 발명의 원격 피씨비 전자파 측정 장치는 내부에 인쇄회로기판에 인가할 DC 전원을 출력하는 출력단자를 자체 구비함으로써 외부 상용전원 및 어답터 사용으로 인한 전자파 노이즈를 감소시킬 수 있었다.

또한 본 발명의 원격 피씨비 전자파 측정 장치에서는 인쇄회로기판을 안정적으로 로딩하는 인쇄회로기판 고정 지그를 제공함으로써 인쇄회로 기판의 전면뿐만 아니라 후면도 안정적으로 전자파를 측정하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명의 원격 피씨비 전자파 측정 장치에서는 인쇄회로기판 상에 삽입되는 회로 부품의 높이를 간편하게 측정할 수 있는 Z축 측정부를 구비함으로써 연속 동작으로 인쇄회로기판의 여러 부분의 전자파를 용이하게 측정할 수 있게 되었다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 원격지에 이격된 위치에 있는 인쇄회로기판에서 발생되는 전자파를 스캔하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치로서,

   전자파 측정 대상이 되는 인쇄회로기판을 지지하는 로딩판, 전자파를 감지하는 프로브, 프로브를 z 축 방향으로 이동시키는 z 이동부, 프로브를 xy축 방향으로 이동시키는 xy 이동부, 인쇄회로기판에 공급되는 전원을 출력하는 DC 출력 단자, 영상을 입력받는 카메라, 외부의 상용 전원으로부터 상기 DC 출력 단자에 공급되는 DC 전원을 생성하는 어답터, 상기 z 이동부 및 xy 이동부에 제어 신호를 생성하는 위치 제어부, 카메라로부터 입력되는 영상을 캡쳐하는 이미지 캡쳐부, 프로브에서 감지되는 전자파 신호를 증폭하는 증폭부 및 외부 기기와 통신하는 통신부를 구비하는 전자파 스캐너;

   상기 전자파 스캐너로부터 측정되는 전자파를 분석하는 스펙트럼 분석기;

   상기 스펙트럼 분석기로부터 결과 파형을 수신하고 수신된 결과 파형과, 상기 전자파 스캐너로부터 전송된 영상 신호를 인터넷망을 통하여 전송하고, 인터넷망을 통하여 수신되는 프로브 이동신호를 상기 전자파 스캐너로 전달하는 원격 제어 컴퓨터; 및

   원격지에 위치한 전자파 분석 전문가로부터 프로브 이동신호를 입력받고, 상기 원격제어 컴퓨터로부터 인터넷망을 통하여 입력되는 분석 파형을 디스플레이하는 중앙제어 컴퓨터(600)를 포함하고,

   상기 z 이동부는 내부에 모터를 구비하는 몸체부, 몸체부의 일측면을 따라 모터에 의해 움직이는 z축 이동부 브라켓, z축 이동부 브라켓에 고정되고 상면에 센서(38)를 부착 구비하는 센서 고정용 브라켓, 프로브가 회로 부품 상부에 닿았을 때 프로브가 더 이상 하강하지 않도록 슬라이드 되며, 상측에 가이드 핀을 구비하는 슬라이드부, 상기 가이드 핀을 가이드하는 가이드홀을 구비하고, 센서 고정용 브라켓에 고정 설치되는 가이드 브라켓, 센서 고정용 브라켓에 고정 설치되며 슬라이드부를 가이드하는 보조 브라켓 및 프로브(54)를 슬라이드부에 고정시키는 프로브 브라켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항에 있어서,

   상기 z 이동부에는 미세 위치를 조절하는 마이크로 메타를 구비하는 마이크 로 메타 부착용 브라켓이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원격 피씨비 전자파 측정 장치.

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