KR101724382B1 - 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 - Google Patents

전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 Download PDF

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Abstract

전자기 음향 탐촉자(EMAT, ELECTRO MAGNETIC ACOUSTIC TRANSDUCER)에 사용되는 코일 기판에 관한 것으로서, 자세하게는 2Mhz 이상의 고주파수의 초음파를 송수신하는 전자기 음향 탐촉자에 사용되는 코일 기판에 관한 것이다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 2Mhz 이상인 고주파수의 초음파를 송수신 할 수 있는 전자기 음향 탐촉자의 코일 기판을 제공하는 것이다.
일 양상에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 1 기판, 제 1 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 1 세로 패턴, 제 1 기판의 수직 위로 적층되는 제 2 기판 및 제 2 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 2 세로 패턴을 포함한다.

Description

전자기 음향 탐촉자용 코일 기판{COIL SUBSTRATE FOR ELECTRO MAGNETIC ACOUSTIC TRANSDUCER}
전자기 음향 탐촉자(EMAT, ELECTRO MAGNETIC ACOUSTIC TRANSDUCER)에 사용되는 코일 기판에 관한 것으로서, 자세하게는 2Mhz 이상의 고주파수의 초음파를 송수신하는 전자기 음향 탐촉자에 사용되는 코일 기판에 관한 것이다.
비파괴검사분야에서 널리 사용되고 있는 전자기 음향 탐촉자(EMAT, ELECTRO MAGNETIC ACOUSTIC TRANSDUCER)로는 로렌츠 힘(LORENTZ FORCE) 전자기 음향 탐촉자 및 자왜형(MAGNETOSTRICTIVE) 전자기 음향 탐촉자가 있다. 로렌츠 힘 전자기 음향 탐촉자는 도전성 물질 내에서 정자기장과 와전류(EDDY CURRENT)의 간섭을 이용한다. 자왜형 전자기 음향 탐촉자는 바이어스 정자기장과 동자기장의 중첩에 의한 강자성 물질의 변형을 이용한다.
전자석 또는 영구자석은 정자기장을 제공하고, 라디오 주파수 대역의 교류 전류 펄스가 흐르는 코일은 와전류 및 동자기장을 제공한다. 와전류와 동자기장의 스킨효과로 인해 초음파는 물질의 표면에서 발생되며, 모드는 정자기장과 와전류의 상대적인 방향에 따라 결정된다. 수신과정에서 코일은 초음파에 의해 물질 내에 야기되는 자속(MAGNETIC FLUX)변화를 탐지하는 역할을 담당한다.
전자기 음향 탐촉자가 2Mhz 이상인 고주파수의 초음파를 송수신하기 위해서는 미앤더라인(MEANDERLINE)코일에서 코일간의 중심선 간격이 좁아야 한다. 코일간의 중심선 간격이 좁게 하기위해서는 정교한 제조 기술이 요구되며, 코일간 합선 문제가 발생할 수도 있다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 2Mhz 이상인 고주파수의 초음파를 송수신 할 수 있는 전자기 음향 탐촉자의 코일 기판을 제공하는 것이다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 코일 중심선 간격이 좁아짐에 따른 코일간 합선을 방지하는 것이다.
일 양상에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 1 기판, 제 1 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 1 세로 패턴, 제 1 기판의 수직 위로 적층되는 제 2 기판 및 제 2 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 2 세로 패턴을 포함한다.
다른 양상에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 2 세로 패턴은 제 1 기판의 수직 위로 제 2 기판이 적층된 경우 인접한 두 개의 제 1 세로 패턴 사이에 하나의 제 2 세로 패턴이 위치하도록 배치될 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 1 기판의 일측 표면에 형성되는 적어도 하나 이상의 제 1 가로 패턴 및 제 2 기판의 일측 표면에 형성되는 적어도 하나 이상의 제 2 가로 패턴을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 어느 하나의 제 1 가로 패턴은 어느 하나의 제 1 세로 패턴과 연결될 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 어느 하나의 제 2 가로 패턴은 어느 하나의 제 2 세로 패턴과 연결될 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 제 1 기판의 수직 위로 상기 제 2 기판이 적층된 경우 상기 제 2 가로 패턴이 상기 제 2 기판 상에 배치된 위치와 동일한 위치에 상기 제 1 가로 패턴은 상기 제 1 기판 상에 배치되어, 상기 제 2 가로 패턴과 상기 제 1 가로 패턴은 전기적으로 연결될 수 있다.
제안된 발명은 2Mhz 이상인 고주파수의 초음파를 송수신 할 수 있는 전자기 음향 탐촉자의 코일 기판을 제공할 수 있다.
제안된 발명은 코일 중심선 간격이 좁아짐에 따른 코일간 합선을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판의 분해 정면도 이다.
도 2는 제 2 기판이 투명한 경우 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판의 정면도를 도시한다.
도 3은 음향 탐촉자에 의한 초음파 조사 모형도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 나아가 제안된 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 명세서 전체에서 신호는 전압이나 전류 등의 전기량을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판의 분해 정면도 이다.
일 양상에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 1 기판(110), 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f), 제 2 기판(120) 및 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 기판(110)은 연성 회로 기판(FPCB : FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD)이다. 연성 회로 기판은 매우 얇은 형태 제작이 가능하며 굴곡이 자유로워 다양한 형태의 기판에 부착될 수 있다. 제 1 기판(110)은 연성 회로 기판에 한정되는 것은 아니고, 유연하지 않은 일반적인 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나 이상의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 제 1 기판(110)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된다. 도 1을 참조하면 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 가로폭보다 세로높이가 더 길게 형성된다. 즉, 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 가로폭보다 세로높이가 더 길게 형성된다. 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 가로폭은 서로 동일하다. 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 세로높이는 서로 동일하다.
복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 제 1 기판(110)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치되고, 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 상측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다. 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 하측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다.
제 1 기판(110) 상에 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)을 형성하는 공정은 다양하게 구현될 수 있다. 도전성 잉크로 인쇄하거나, 리쏘그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 도전성 금속막을 제 1 기판(110)상에 결합시킬 수 있다.
제 1 기판(110) 상에 형성된 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)을 보호하기 위해 포토 솔더 레지스트가 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)상에 도포될 수 있다. 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)상에 도포된 포토 솔더 레지스트는 외부의 요인으로부터 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)을 보호한다. 전술한 제 1 기판(110)은 전도체가 아니기에, 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)에 공급된 전류는 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 및 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)과 연결된 다른 패턴에서만 흐른다.
일 실시예에 있어서, 제 2 기판(120)은 제 1 기판(110)의 위에 적층된다. 제 2 기판(120)의 크기는 제 1 기판(110)의 크기와 동일할 수 있다. 즉, 제 2 기판(120)의 폭과 제 1 기판(110)의 폭은 동일할 수 있고, 제 1 기판(110)의 높이와 제 1 기판(110)의 높이는 동일할 수 있다. 제 2 기판(120)이 제 1 기판(110)의 수직위로 적층되는 것은 제 2 기판(120)의 상측단, 우측단, 하측단 및 좌측단 각각이 제 1 기판(110)의 상측단 우측단 하측단 및 좌측단 각각과 일직선상에 놓임을 의미한다. 이 경우, 제 2 기판(120)이 제 1 기판(110)의 수직위로 적층되면, 제 1 기판(110)의 수직 방향(Z축 방향)에서 봤을 때 제 1 기판(110)은 제 2 기판(120)에 완전히 가려진다.
일 실시예에 있어서, 제 2 기판(120)은 연성 회로 기판(FPCB : FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD)이다. 연성 회로 기판은 매우 얇은 형태 제작이 가능하며 굴곡이 자유로워 다양한 형태의 기판에 부착될 수 있다. 제 2 기판(120)은 연성 회로 기판에 한정되는 것은 아니고, 유연하지 않은 일반적인 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나 이상의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 제 2 기판(120)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된다. 도 1을 참조하면 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 폭보다는 높이가 더 길게 형성된다. 즉, 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 좌우 길이보다는 상하 길이가 더 길게 형성된다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 폭은 서로 동일하다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 높이는 서로 동일하다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 제 2 기판(120)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치되고, 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 상측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 하측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다.
제 2 기판(120) 상에 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)을 형성하는 공정은 다양하게 구현될 수 있다. 도전성 잉크로 인쇄하거나, 리쏘그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 도전성 금속막을 제 1 기판(110)상에 결합시킬 수 있다.
제 2 기판(120) 상에 형성된 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)을 보호하기 위해 포토 솔더 레지스트가 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)상에 도포될 수 있다. 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)상에 도포된 포토 솔더 레지스트는 외부의 요인으로부터 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)을 보호한다. 전술한 제 2 기판(120)은 전도체가 아니기에, 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)에 공급된 전류는 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e) 및 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)과 연결된 다른 패턴에서만 흐른다.
일 실시예에 있어서, 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층된 경우 인접한 두 개의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 사이에 하나의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)이 위치하도록 배치된다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e) 및 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 크기는 모두 동일할 수 있다. 즉, 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e) 및 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 폭은 서로 같을 수 있고, 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e) 및 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 높이는 서로 같을 수 있다.
도 1을 참조하면, 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층된 경우 서로 인접한 두 개의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 중간 지점에 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)이 위치할 수 있도록 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 제 2 기판(120) 상에 형성된다. 마찬가지로, 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층된 경우 서로 인접한 두 개의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 중간 지점에 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)이 위치할 수 있도록 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 제 2 기판(120) 상에 형성된다.
도 1을 참조하면, 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 개수보다 많다. 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 개수가 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 개수보다 많은 경우 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 중 가장 좌측 및 가장 우측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)을 제외한 모든 패턴은 서로 인접한 두 개의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 중간 지점에 위치할 수 있다.
후술하겠지만, 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층된 경우, 제 1 기판(110)의 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)에 가장 인접한 패턴은 제 2 기판(120)의 가장 좌측에 위치한 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)이다. 세로 패턴이 하나의 기판에 모두 위치하는 경우에는 세로 패턴간 간격을 줄이는 과정에서 세로 패턴간 합선이 발생할 수 있다. 가장 인접한 두 세로 패턴을 서로 다른 기판에 위치하도록 하여, 가장 인접한 두 세로 패턴의 중심선 간격이 좁아지더라도 두 세로 패턴간 합선 문제는 발생하지 않는다.
일 실시예에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 적어도 하나 이상의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j) 및 적어도 하나 이상의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나 이상의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)은 제 1 기판(110)의 일측 표면에 형성된다. 도 1을 참조하면 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)은 폭보다는 높이가 더 짧게 형성된다. 즉, 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)의 좌우 길이보다는 상하 길이가 더 짧게 형성된다. 복수의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)의 폭은 서로 동일하다. 복수의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)의 높이는 서로 동일하다. 복수의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)은 제 1 기판(110)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치되고, 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 상측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다. 복수의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 하측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다.
제 1 기판(110) 상에 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)을 형성하는 공정은 다양하게 구현될 수 있다. 도전성 잉크로 인쇄하거나, 리쏘그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 도전성 금속막을 제 1 기판(110)상에 결합시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나 이상의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)은 제 2 기판(120)의 일측 표면에 형성된다. 도 1을 참조하면 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)은 폭보다는 높이가 더 짧게 형성된다. 즉, 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)의 좌우 길이보다는 상하 길이가 더 짧게 형성된다. 복수의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)의 폭은 서로 동일하다. 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)의 폭은 다를 수 있다. 복수의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)의 높이는 서로 동일하다. 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)의 높이는 다를 수 있다.
복수의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)은 제 2 기판(120)의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치되고, 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 상측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다. 복수의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 하측 끝단은 서로 일직선상에 놓이도록 배치된다.
제 2 기판(120) 상에 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)을 형성하는 공정은 다양하게 구현될 수 있다. 도전성 잉크로 인쇄하거나, 리쏘그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 도전성 금속막을 제 1 기판(110)상에 결합시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 어느 하나의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)은 어느 하나의 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)과 연결된다. 도 1을 참조하면 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 우측 하단에 위치한 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)과 전기적으로 연결된다. 전술한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 및 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)과 구리선으로 연결될 수 있다. 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 및 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)을 연결하는 매체는 구리선으로 한정되는 것은 아니고 다른 도전성 물체일 수 있다. 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 상측으로 교류 전원이 공급된다. 이에 한정되는 것은 아니고 가장 우측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 하측으로 교류 전원이 공급될 수 있다.
가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 및 가장 우측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)을 제외한 모든 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)은 서로 다른 2개의 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)과 전기적으로 연결된다.
일 실시예에 있어서, 어느 하나의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)은 어느 하나의 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)과 연결된다. 도 1을 참조하면 모든 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 서로 다른 두개의 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)과 전기적으로 연결된다. 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)의 상측 및 하측 각각은 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)과 구리선으로 연결된다. 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f) 및 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)을 연결하는 매체는 구리선으로 한정되는 것은 아니고 다른 도전성 물체일 수도 있다.
도 2는 제 2 기판(120)이 투명한 경우 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판의 정면도를 도시한다. 도 2에서는 제 2 기판(120)이 투명하다는 전제로 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 적층된 상태에서 수직 방향인 정면에서의 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판을 도시한다.
일 실시예에 있어서, 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판은 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층된 경우 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)이 제 2 기판(120) 상에 배치된 위치와 동일한 위치에 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)이 제 1 기판(110) 상에 배치되어, 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)과 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)은 전기적으로 연결된다.
도 2를 참조하면 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j) 및 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j) 각각은 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 동일한 위치에 형성된다. 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j) 및 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)상에는 포토 솔더 레지스트가 도포되지 않을 수 있다. 이에 따라, 제 1 기판(110)의 수직 위로 제 2 기판(120)이 적층되는 경우 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120) 각각에 동일한 위치에 형성된 제 1 가로 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j) 및 제 2 가로 패턴(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i, 122j)은 물리적으로 접촉함과 동시에 전기적으로도 연결된다.
이에 따라, 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a) 상측으로 공급된 전원은 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a)의 우측 및 하측에 위치한 제 1 가로 패턴(112a)으로 공급된다. 가장 좌측에 위치한 제 1 세로 패턴(111a)의 우측 및 하측에 위치한 제 1 가로 패턴(112a)으로 공급된 전원은 제 2 기판(120)에서 가장 좌측 하단에 위치한 제 2 가로 패턴(122a)으로 공급된다.
가장 좌측 하단에 위치한 제 2 가로 패턴(122a)으로 공급된 전원은 제 2 기판(120)에서 가장 좌측에 위치한 제 2 세로 패턴(121), 제 2 기판(120)에서 가장 좌측 상단에 위치한 제 2 가로 패턴(122b), 제 1 기판(110)에서 가장 좌측 상단에 위치한 제 1 가로 패턴(112b), 제 1 기판(110)에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 1 세로 패턴(111b), 제 1 기판의 하단에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112c), 제 2 기판 하단에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122c), 제 2 기판(120)에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 2 세로 패턴(121d), 제 2 기판(120) 상단에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122d), 제 1 기판(110) 상단에서 좌측에서 두번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112d)으로 공급된다.
그리고 공급된 전원은 제 1 기판(110)에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 1 세로 패턴(111c), 제 1 기판(110) 하단에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112e), 제 2 기판(120) 하단에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122e), 제 2 기판(120)에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 2 세로 패턴(121c), 제 2 기판(120) 상단에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122f), 제 1 기판(110) 상단에서 좌측에서 세번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112f)으로 공급된다.
그리고 공급된 전원은 제 1 기판(110)에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 1 세로 패턴(111d), 제 1 기판(110) 하단에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112g), 제 2 기판(120) 하단에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122g), 제 2 기판(120)에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 2 세로 패턴(121b), 제 2 기판(120) 상단에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122h), 제 1 기판(110) 상단에서 좌측에서 네번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112h)으로 공급된다.
그리고 공급된 전원은 제 1 기판(110)에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 1 세로 패턴(111e), 제 1 기판(110) 하단에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112i), 제 2 기판(120) 하단에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122i), 제 2 기판(120)에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 2 세로 패턴(121a), 제 2 기판(120) 상단에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 2 가로 패턴(122j), 제 1 기판(110) 상단에서 좌측에서 다섯번째에 위치한 제 1 가로 패턴(112j)으로 공급된다.
그리고 공급된 전원은, 제 1 기판(110)에서 좌측에서 여섯번째에 위치함과 동시에 가장 우측에 위치한 제 1 세로 패턴(111f) 순으로 공급되어 최종적으로는 제 1 기판(110)에서 가장 우측에 위치한 제 1 세로 기판(111f)으로 공급된다.
도 2 에서는 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)이 6개 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)이 5개인 실시예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제 1 세로 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)이 n개이고 제 2 세로 패턴(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)이 n??1개인 경우에도 전술한 방법과 같이 전원은 공급된다.
제 1 패턴 및 제 1 패턴과 가장 인접한 제 2 패턴의 중심 사이의 간격(d)이 일정한 경우 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 아래에 놓이는 물체의 표면에 수직한 법선(normal line)과 빔의 주축이 이루는 예각으로 정의되는 경사각(θ)은 수학식 1에 의해 주어진다. 경사각은 후술할 도 3에 도시되어 있다.
수학식 1
Figure 112016019688283-pat00001
수학식 2
Figure 112016019688283-pat00002
여기서, λ는 진행하는 초음파의 파장으로 초음파의 주파수 f와는 반비례 관계이다. C는 검사체인 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 아래에 놓이는 물체의 음속이다. 주파수 f가 큰 초음파를 전자기 음향 탐촉자가 송수신 하기 위해서는 패턴의 중심선 간격이 작아야 하고, 이에 따라 인접한 패턴간 합선이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판의 경우에는 서로 가장 인접한 2개의 패턴은 각각 다른 기판에 위치하기 때문에 d의 크기가 작더라도 합선의 문제는 발생하지 않는다.
즉, 2Mhz 이상인 고주파수의 초음파를 송수신 할 수 있는 전자기 음향 탐촉자의 코일 기판을 제작하는데 있어, 가장 인접한 두 패턴 사이에서 발생할 수 있는 합선 문제를 방지할 수 있다.
C는 검사체에 따라 결정되고, θ는 수직탐상의 경우 0도, 사각탐상의 경우에는 45, 60, 70도로 설정된다. 주파수가 선정되면 C 및 θ에 따라 d값이 산정될 수 있다.
도 3은 음향 탐촉자에 의한 초음파 조사 모형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, θ는 음향 탐촉자용 코일 기판 아래에 놓이는 물체의 표면에 수직한 법선(normal line)과 빔의 주축이 이루는 예각이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해 져야 할 것이다.
110: 제 1 기판
111a: 제 1 세로 패턴
111b: 제 1 세로 패턴
111c: 제 1 세로 패턴
111d: 제 1 세로 패턴
111e: 제 1 세로 패턴
111f: 제 1 세로 패턴
112a: 제 1 가로 패턴
112b: 제 1 가로 패턴
112c: 제 1 가로 패턴
112d: 제 1 가로 패턴
112e: 제 1 가로 패턴
112f: 제 1 가로 패턴
112g: 제 1 가로 패턴
112h: 제 1 가로 패턴
112i: 제 1 가로 패턴
112j: 제 1 가로 패턴
120: 제 2 기판
121a: 제 2 세로 패턴
121b: 제 2 세로 패턴
121c: 제 2 세로 패턴
121d: 제 2 세로 패턴
121e: 제 2 세로 패턴
122a: 제 2 가로 패턴
122b: 제 2 가로 패턴
122c: 제 2 가로 패턴
122d: 제 2 가로 패턴
122e: 제 2 가로 패턴
122f: 제 2 가로 패턴
122g: 제 2 가로 패턴
122h: 제 2 가로 패턴
122i: 제 2 가로 패턴
122j: 제 2 가로 패턴

Claims (6)

  1. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 1 세로 패턴;
    상기 제 1 기판의 수직 위로 적층되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 일측 표면에 일정 간격 이격 배치된 적어도 하나 이상의 제 2 세로 패턴;
    다른 물체를 경유하여 상기 제 1 세로 패턴과 간접적으로 연결되는 제 1 가로 패턴;
    다른 물체를 경유하여 상기 제 2 세로 패턴과 간접적으로 연결되는 제 2 가로 패턴; 을
    포함하되,
    제 1 세로 패턴의 개수는 제 2 세로 패턴의 개수보다 많은 것을 특징으로 하되,
    상기 제 1 기판의 수직 위로 상기 제 2 기판이 적층된 경우 상기 제 2 가로 패턴이 상기 제 2 기판 상에 배치된 위치와 동일한 위치에 상기 제 1 가로 패턴은 상기 제 1 기판 상에 배치되어,
    상기 제 2 가로 패턴과 상기 제 1 가로 패턴은 전기적으로 연결되는 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 세로 패턴은 인접한 두 개의 상기 제 1 세로 패턴 사이에 하나의 상기 제 2 세로 패턴이 위치하도록 배치되는 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가로 패턴은,
    상기 제 1 기판의 일측 표면에 형성되고 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하고,
    상기 제 2 가로 패턴은,
    상기 제 2 기판의 일측 표면에 형성되고 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 제 1 가로 패턴은
    상기 어느 하나의 제 1 세로 패턴과 전기적으로 연결되는
    전자기 음향 탐촉자용 코일 기판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 제 2 가로 패턴은
    상기 어느 하나의 제 2 세로 패턴과 전기적으로 연결되는
    전자기 음향 탐촉자용 코일 기판.
  6. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09166584A (ja) * 1995-12-13 1997-06-24 Ebara Corp 蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ
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JP2011220972A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Kyushu Electric Power Co Inc 電磁超音波センサ

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