KR101982249B1 - 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더는 외부 자기장이 회절되도록 내측면에 제1 강자성체 합금으로 형성되고, 내부에 제1 중공을 갖는 제1 홀더 구조체; 상기 제1 홀더 구조체의 제1 중공에 결속되고, 상기 외부 자기장이 회절되도록 제2 강자성체 합금으로 형성된 제2 홀더 구조체를 포함하고, 상기 제2 홀더 구조체는 프로브가 인입되는 제2 중공을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더{PROBE HOLDER WITH MAGNETIC SHIELDING STRUCTURE}
본 발명은 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더에 관한 것이다.
고 저항소자 내지 박막을 측정하기 위해서는 정전압 방법을 이용하여 소자 혹은 박막에 고전압을 인가한 후에 박막(혹은 소자)에 흐르는 미세 전류를 측정하여 고정항 값을 산출한다.
이때, 미세 전류를 측정함에 있어, 외부 자기장에 의해 미세전류 측정값에 영향을 받는다.
따라서, 이러한 외부 자기장으로 인한 고저항 측정값의 정확도가 떨어지는 것을 방지하기 위하여, 외부 노이즈를 차폐할 수 있는 측정공간 내에 차폐공간을 따로 제작한 후, 테스트를 진행한다는 물리적인 문제점이 존재한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0088256호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더는 외부 자기장이 회절되도록 내측면에 제1 강자성체 합금으로 형성되고, 내부에 제1 중공을 갖는 제1 홀더 구조체; 상기 제1 홀더 구조체의 제1 중공에 결속되고, 상기 외부 자기장이 회절되도록 제2 강자성체 합금으로 형성된 제2 홀더 구조체를 포함하고, 상기 제2 홀더 구조체는 프로브가 인입되는 제2 중공을 갖고, 바닥면에 상기 프로브의 팁을 돌출시키는 돌출홀이 형성되며, 상기 프로브의 길이에 따라 상기 제1 홀더 구조체로부터 연장되도록 제작되고, 상기 제1 홀더 구조체 및 상기 제2 홀더 구조체는 적어도 하나 이상의 서로 다른 강자성체 합금들이 불규칙적으로 배열되며, 외부 전자기파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 도료가 코팅처리된 전자파 차폐 도료층을 포함하고, 상기 제1 홀더 구조체의 내측면과 상기 제2 홀더 구조체이 외측면에는 나선형 결속홈이 형성되고, 상기 제1 홀더 구조체의 나선형 결속홈과 제2 홀더 구조체의 나선형 결속홈이 회전을 통해 상기 프로브의 전체 길이에 맞게 길이가 연장되고, 상기 제1 홀더 구조체는 표면에 산화크롬(Cr2O3) 96～98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2～4중량%가 혼합되어 이루어진 분말을 50～600㎛의 두께로 용사한 후, 경도가 900～1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포 한 마모방지도포층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더를 이용하면, 전자 디바이스 및 전자부품들의 프로브 테스트시에, 외부 미세 자기장을 억제시킴으로써, 테스트 계측값의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더를 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 홀더 구조체와 제2 홀더 구조체가 결합된 모습을 나타낸 예시도이다.
도 3은 프로브 홀더 내에 프로브가 인입된 상태를 보여준 예시도로서, (a)는 프로브가 제2 홀더 구조체 내로 인입된 상태를 나타내고, (b)는 프로브 팁이 제2 홀더 구조체의 홀 밖으로 돌출된 모습을 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 홀더 구조체 또는 제2 홀더 구조체의 단면을 확대한 모습을 나타낸 도이다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 더불어, 본 명세서에서 사용되는 용어 "클라이언트", "유저" 및 "사용자"는 종종 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 더불어, 본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트" 및 "엘리먼트" 또한 종종 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐기능을 갖는 프로브 홀더를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더를 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 홀더 구조체와 제2 홀더 구조체가 결합된 모습을 나타낸 예시도이고, 도 3은 프로브 홀더 내에 프로브가 인입된 상태를 보여준 예시도로서, (a)는 프로브가 제2 홀더 구조체 내로 인입된 상태를 나타내고, (b)는 프로브 팁이 제2 홀더 구조체의 홀 밖으로 돌출된 모습을 나타낸 예시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 제1 홀더 구조체 또는 제2 홀더 구조체의 단면을 확대한 모습을 나타낸 도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더(100)는 프로브(P)와 탈착되는 구조체일 수 있다.
상기 프로브 홀더(100)는 프로브(P)의 형상에 따라 다양한 형상(예컨대, 내부의 공간 형상)으로 제작될 수 있다. 이하에서는 원통형 프로브를 일 예로 프로브 홀더(100)를 설명하도록 한다.
상기 프로브 홀더(100)는 제1 홀더 구조체(110) 및 제2 홀더 구조체(120)를 포함할 수 있다.
제1 홀더 구조체(110)는 제2 홀더 구조체(120)를 커버 또는 홀딩하는 구조체이고, 제2 홀더 구조체(120)는 프로브를 홀딩하기 위한 구조체일 수 있다. 즉, 제2 홀더 구조체(120) 내에 프로브가 삽입될 수 있다.
상기 제1 홀더 구조체(110)는 외부 자기장이 회절 또는 차폐되도록 제1 강자성체 합금으로 코팅처리되고, 내부에 제1 중공을 갖는다.
여기서, 상기 제1 중공은 제2 홀더 구조체(120)가 삽입되는 공간일 수 있다.
한편, 상기 제1 홀더 구조체(110)의 제1 강자성체 합금은 금속계 강자성 분말, 산화물계 강자성 분말 또는 이들의 혼합물을 이용할 수 있으며 이에 대한 구체적인 예로는 Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Si계, Fe-Al계, Fe-Cr-Si계, Fe-Cr-Al계, Fe-Al-Si계, Fe-B-Si계, Ni-Fe계 및 Co-Fe-Ni-Si-B 계의 강자성 합금들 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 홀더 구조체(110)는 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 도료층이 내측면에 코팅처리될 수 있다.
상기 전자파 차폐 도료는 금속체의 폐곡면에 의해 양측의 매질 공간을 전자기적으로 분리(isolation)하는 전자파 차폐 효과를 이용한 것으로 전자파가 프로브 니들의 외부로 방사되는 것을 차단하는 역할을 하는 도료일 수 있다.
다음으로, 상기 제2 홀더 구조체(120)는 상기 제1 홀더 구조체(110)의 제1 중공에 삽입(결속)되고, 상기 외부 자기장이 회절되도록 제2 강자성체 합금으로 코팅처리된 구조체일 수 있다.
상기 제2 강자성체 합금은 금속계 강자성 분말, 산화물계 강자성 분말 또는 이들의 혼합물을 이용할 수 있으며 이에 대한 구체적인 예로는 Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Si계, Fe-Al계, Fe-Cr-Si계, Fe-Cr-Al계, Fe-Al-Si계, Fe-B-Si계, Ni-Fe계 및 Co-Fe-Ni-Si-B 계의 강자성 합금들 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 제1 홀더 구조체(110) 및 제2 홀더 구조체(120)는 제조시에 상술한 서로 다른 종류의 강자성체 합금들이 불규칙적으로 배열되도록 제작될 수도 있다.
가령, 도 4를 참조하면, 제1 홀더 구조체(110) 또는 제2 홀더 구조체(120)의 단면은 앞에서 상술한 Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Si계, Fe-Al계, Fe-Cr-Si계, Fe-Cr-Al계, Fe-Al-Si계, Fe-B-Si계, Ni-Fe계 및 Co-Fe-Ni-Si-B 계의 강자성 합금들 중 적어도 하나 이상이 서로 다른 크기의 파편들이 불규칙적으로 배열될 수 있고, 적층될 수 있다.
한편, 상기 제2 홀더 구조체(120)는 상기 제1 홀더 구조체(110)와 동일하게 외부 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 도료층이 내측면에 코팅처리될 수 있다.
상기 전자파 차폐 도료는 금속체의 폐곡면에 의해 양측의 매질 공간을 전자기적으로 분리(isolation)하는 전자파 차폐 효과를 이용한 것으로 전자파가 프로브 니들의 외부로 방사되는 것을 차단하는 역할을 하는 도료일 수 있다.
상기 제2 홀더 구조체(120)는 프로브(P)가 인입되는 제2 중공을 갖는다. 또한, 상기 제2 홀더 구조체(120)의 일단은 상기 프로브(P)의 팁을 돌출시키는 돌출홀(H)이 형성된다.
한편, 상기 제1 홀더 구조체(110)의 내측면과 상기 제2 홀더 구조체(120)의 내측면에는 나선형 결속홈이 형성되고, 상기 제1 홀더 구조체(110)의 나선형 결속홈과 상기 제2 홀더 구조체(120)의 나선형 결속홈이 회전을 통해 결속될 수 있고, 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 홀더(100)는 제1 홀더 구조체(110) 및 제2 홀더 구조체(120)의 회전을 통해 상기 프로브(P)의 길이에 맞게 길이가 연장될 수 있고, 이를 통해 프로브 전체를 홀딩할 수 있다.
부가적으로, 본원발명의 제1 홀더 구조체(110)는 마모방지도포층을 포함할 수도 있다.
상기 마모방지도포층은 산화크롬(Cr2O3) 96～98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2～4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 제1 홀더 구조체에 용사되어서 이루어지고, 50～600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900～1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포된다.
제1 홀더 구조체(110)의 외주면에 세라믹 도포를 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 도포는 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96～98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2～4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96～98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 제1 홀더 구조체의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2～4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다.
즉, 이산화티타늄(TiO2)은 제1 홀더 구조체의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 제1 홀더 구조체의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2～4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 도포층은, 제1 홀더 구조체(110)의 외주면의 둘레에 50～600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900～1000HV, 표면조도는 0.1～0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 도포된다.
이러한 마모방지도포층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 제1 홀더 구조체의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50～600㎛으로 용사한다.
마모방지도포층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 도포층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지도포층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹도포에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
제1 홀더 구조체의 외주면에 마모방지도포층이 도포되는 동안 제1 홀더 구조체의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 제1 홀더 구조체의 외주면의 변형이 방지되도록 제1 홀더 구조체의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150～200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지도포층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 도포층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 도포 두께는 0.3～0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 도포두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 도포두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 도포두께는 0.3～0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 제1 홀더 구조체의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 도포층이 형성되므로 제1 홀더 구조체의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더를 이용하면, 전자 디바이스 및 전자부품들의 프로브 테스트시에, 외부 미세 자기장 및 전자기파 영향을 억제시킴으로써, 테스트 계측값의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 에에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더]
110: 제1 홀더 구조체
120: 제2 홀더 구조체

Claims (5)

  1. 외부 자기장이 회절되도록 내측면에 제1 강자성체 합금으로 형성되고, 내부에 제1 중공을 갖는 제1 홀더 구조체;
    상기 제1 홀더 구조체의 제1 중공에 결속되고, 상기 외부 자기장이 회절되도록 제2 강자성체 합금으로 형성된 제2 홀더 구조체를 포함하고,
    상기 제2 홀더 구조체는 프로브가 인입되는 제2 중공을 갖고, 바닥면에 상기 프로브의 팁을 돌출시키는 돌출홀이 형성되며, 상기 프로브의 길이에 따라 상기 제1 홀더 구조체로부터 연장되도록 제작되고,
    상기 제1 홀더 구조체 및 상기 제2 홀더 구조체는
    적어도 하나 이상의 서로 다른 강자성체 합금들이 불규칙적으로 배열되며, 외부 전자기파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 도료가 코팅처리된 전자파 차폐 도료층을 포함하고,
    상기 제1 홀더 구조체의 내측면과 상기 제2 홀더 구조체이 외측면에는 나선형 결속홈이 형성되고, 상기 제1 홀더 구조체의 나선형 결속홈과 제2 홀더 구조체의 나선형 결속홈이 회전을 통해 상기 프로브의 전체 길이에 맞게 길이가 연장되고,
    상기 제1 홀더 구조체는 표면에 산화크롬(Cr2O3) 96～98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2～4중량%가 혼합되어 이루어진 분말을 50～600㎛의 두께로 용사한 후, 경도가 900～1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포 한 마모방지도포층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐구조를 갖는 프로브 홀더.

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