KR102062863B1

KR102062863B1 - 자계 프로브

Info

Publication number: KR102062863B1
Application number: KR1020180132071A
Authority: KR
Inventors: 정기범; 최재훈
Original assignee: 주식회사 이앤알
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-03-02

Abstract

자계 프로브가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 계측 장비와 연결되고, 측정 대상에서 발생하는 자계를 검지하는 자계 프로브로서, 프로브 몸체; 및 상기 프로브 몸체에 결합되는 케이블 커넥터를 포함하고, 상기 프로브 몸체는, 기판; 상기 기판의 선단부의 내부에 형성되고, 루프 구조를 형성하는 도전성 루프 스트립; 상기 도전성 루프 스트립과 상기 케이블 커넥터의 핀을 연결하도록 상기 기판의 내부에 형성되는 도전성 연결 스트립; 상기 도전성 루프 스트립에서 상기 기판의 두께 방향으로 이격되어 상기 기판의 선단부의 내부에 형성되는 도전성 보조 스트립; 상기 기판의 두께 방향의 일면에 형성되고, 상기 도전성 루프 스트립의 루프 구조의 중앙부에 대응하는 제 1 관통구가 형성된 제 1 접지층; 및 상기 기판을 관통하여 도전성 루프 스트립과 상기 도전성 보조 스트립과 상기 제 1 접지층을 연결하는 비아 도체를 포함하는 자계 프로브가 제공될 수 있다.

Description

자계 프로브{MAGNETIC FIELD MEASUREMENT PROBE}

본 발명은 자계 프로브에 관한 것이다.

근래 디지탈 기술과 반도체 기술의 급속한 발달에 따라 신호처리의 고속화, 저소비 전력화의 실현과 함께 고도로 다양한 기능을 갖는 소형, 경량의 각종 전기, 전자 기기들이 개발되고 있다.

그러나 이러한 디지탈 기술에 기초한 기기들은 전파환경차원에서 볼 때 기존의 아날로그 기기들에 비해 매우 넓은 주파수대역의 불요전자파를 발생하므로 더욱 심각한 전파환경오염의 원인이 된다.

이로 인해, 전자 기기들을 제조하는 과정에서 해당 기기들에서 발생되는 자계가 적정한지에 대한 테스트가 요구된다.

이와 같은 테스트를 위해 측정 대상으로부터 발생되는 자계 강도를 감지하는 측정 장비가 널리 사용되고 있다. 통상적으로 자계 강도를 감지하는 측정 장비는 프로브를 통해 측정 대상에서 발생하는 자계를 감지한다.

그런데 전자 기기들이 소형화됨에 따라 전자 기기들에 탑재된 부품들에서 발생되는 자기장을 검지하기가 매우 어려운 실정이다.

본 발명의 실시예는, 측정 대상에서 발생되는 자계를 용이하게 감지하도록 구성된 자계 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 계측 장비와 연결되고, 측정 대상에서 발생하는 자계를 검지하는 자계 프로브로서, 프로브 몸체; 및 상기 프로브 몸체에 결합되는 케이블 커넥터를 포함하고, 상기 프로브 몸체는, 기판; 상기 기판의 선단부의 내부에 형성되고, 루프 구조를 형성하는 도전성 루프 스트립; 상기 도전성 루프 스트립과 상기 케이블 커넥터의 핀을 연결하도록 상기 기판의 내부에 형성되는 도전성 연결 스트립; 상기 도전성 루프 스트립에서 상기 기판의 두께 방향으로 이격되어 상기 기판의 선단부의 내부에 형성되는 도전성 보조 스트립; 상기 기판의 두께 방향의 일면에 형성되고, 상기 도전성 루프 스트립의 루프 구조의 중앙부에 대응하는 제 1 관통구가 형성된 제 1 접지층; 및 상기 기판을 관통하여 도전성 루프 스트립과 상기 도전성 보조 스트립과 상기 제 1 접지층을 연결하는 비아 도체를 포함하는, 자계 프로브가 제공될 수 있다.

상기 프로브 몸체는, 상기 기판의 두께 방향의 타면에 형성되고, 상기 비아 도체와 연결되고, 상기 제 1 관통구에 대응하는 제 2 관통구가 형성된 제 2 접지층을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 관통구 및 상기 제 2 관통구에는 각각 상기 측정 대상을 향하여 개방된 절개부가 형성될 수 잇다.

상기 제 1 관통구와 상기 제 2 관통구의 내측면에는 자성체가 형성될 수 잇다.

상기 프로브 몸체는, 상기 측정 대상에서 발생하는 전기장이 상기 도전성 루프 스트립으로 유입되는 것을 차단하도록 상기 기판의 선단에는 형성되는 도체판을 더 포함할 수 있다.

상기 도전성 보조 스트립은 루프 구조를 형성하고 상기 도전성 루프 스트립과 마주보며 배치될 수 있다.

상기 도전성 보조 스트립은 상기 제 1 관통구를 상기 기판의 두께 방향으로 투영한 투영 영역의 길이 방향 중심선을 경계로 양측에 상호 마주보며 배치되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역에 비해 상기 투영 영역의 길이 방향 중심선으로부터 멀리 떨어져 배치될 수 있다.

상기 도전성 보조 스트립에는 상기 제 1 관통구를 상기 기판의 두께 방향으로 투영한 투영 영역 안으로 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 자계 프로브는, 상기 측정 대상에서 발생하는 전기장이 상기 프로브 몸체에 결합된 상기 케이블 커넥터의 핀으로 유입되는 것을 차단하기 위한 상기 프로브 몸체에 결합되는 쉴드부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 자계 프로브는 측정 대상에서 발생되는 자기장을 용이하게 감지하도록 구성됨으로써, 종래 자계 프로브에 비해 높은 감도를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 측면도로서, 외부에서 보이지 않는 내부 구성의 일부를 포함하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대한 도면으로서 프로브 몸체의 내부 구조가 보이도록 절개한 절개도이다.
6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 프로브 몸체를 분해한 도면이다.
도 7은 도 6의 B부분을 확대한 도면이다.
도 8은 도전성 보조 스트립의 구조에 따른 자계 프로브의 감도를 비교한 데이터이다.
도 9는 도 6에 도시된 제 1 접지층의 제 1 관통구와 제 2 접지층의 제 2 관통구의 내측면에 자성체가 형성된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 제 1 접지층의 제 1 관통구 및 제 2 접지층의 제 2 관통구의 내측면에 자성체가 형성된 케이스와 형성되지 않은 케이스에 대한 자계 감도를 비교한 데이터이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 저면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 측면도로서, 외부에서 보이지 않는 내부 구성의 일부를 포함하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대한 도면으로서 프로브 몸체의 내부 구조가 보이도록 절개한 절개도이고, 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 프로브의 프로브 몸체를 분해한 도면이다.

도 1 내지 도 6에서 X축, Y축 및 Z축은 각각 자계 프로브(100)를 구성하는 프로브 몸체(1000) 또는 프로브 몸체(1000)를 구성하는 기판(1100)의 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 의미한다. 나아가 프로브 몸체(1000) 또는 프로브 몸체(1000)를 구성하는 기판(1100)의 길이 방향의 선단부는 +X축 방향의 단부를 의미한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 자계 프로브(100)는 계측 장비(미도시)와 연결되고, 측정 대상(미도시)에서 발생하는 자계를 검지한다. 참고로 도 2 내지 도 4에서 볼 때 측정 대상(미도시) 자계 프로브(100)의 왼쪽 방향(ex. +X방향)에 위치한다.

자계 프로브(100)는 프로브 몸체(1000)와, 케이블 커넥터(2000)를 포함한다.

프로브 몸체(1000)는 기판(1100)과, 도전성 루프 스트립(1200)과, 도전성 연결 스트립(1300)과, 도전성 보조 스트립(1400)과, 제 1 접지층(1500)과, 비아 도체(1600)를 포함한다.

기판(1100)은 평판 형상을 가질 수 있다. 이때, 기판(1100)은 길이 방향(ex. X축 방향)으로 연장된 장변(長邊)과 폭 방향(ex. Y축 방향)으로 연장된 단변(短邊)을 가지는 사각평 평판 형상을 가질 수 있다.

기판(1100)은 절연체로 제작된다. 예컨대, 기판(1100)은 절연체인 에프알포(FR4)를 포함할 수 있다. 대안적으로 기판(1100)은 공지된 다양한 절연체로 제작될 수 있다.

기판(1100)은 다층 구조를 가질 수 있다.

예컨대, 기판(1100)은 3개의 절연층, 즉 제 1 절연층(1110), 제 2 절연층(1120), 제 3 절연층(1130)이 적층되는 구조를 가질 수 있다.

제 1 절연층(1110)과 제 3 절연층(1130)은 절연체로 제작될 수 있다. 예컨대, 제 1 절연층(1110)과 제 3 절연층(1130)은 에프알포(FR4)와 프리프레그(prepreg)를 포함할 수 있다. 대안적으로 제 1 절연층(1110) 및 제 3 절연층(1130)은 공지된 다양한 절연체로 제작될 수 있다.

제 1 절연층(1110)과 제 3 절연층(1130)의 두께는 각각 0.07 내지 0.13 mm일 수 있다. 바람직하게 제 1 절연층(1110)과 제 3 절연층(1130)의 두께는 각각 0.09 내지 0.11 mm일 수 있다.

제 2 절연층(1120)은 절연체로 제작될 수 있다. 예컨대, 제 2 절연층(1120)은 에프알포(FR4)를 포함할 수 있다. 대안적으로 제 2 절연층(1120)은 공지된 다양한 절연체로 제작될 수 있다.

제 2 절연층(1120)의 두께는 0.3 내지 0.8 mm일 수 있다. 바람직하게는 제 2 절연층(1120)의 두께는 0.45 내지 0.55 mm일 수 있다.

기판(1100)에는 후술하는 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)이 삽입되어 전기적으로 연결되는 쓰루 홀(1100a)이 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(1100)을 구성하는 다층 즉, 제 1 절연층(1110), 제 2 절연층(1120), 제 3 절연층(1130)에는 각각 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)이 삽입되어 전기적으로 결합되는 쓰루 홀(1100a)이 형성될 수 있다.

기판(1100)에는 케이블 커넥터(2000)의 결합 돌기가 삽입되는 삽입홀(1100b)이 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(1100)을 구성하는 다층 즉, 제 1 절연층(1110), 제 2 절연층(1120), 제 3 절연층(1130)에는 각각 케이블 커넥터(2000)의 결합 돌기(미도시)가 삽입되는 삽입홀(1100b)이 형성될 수 있다.

도전성 루프 스트립(1200)은 기판(1100)의 선단부의 내부에 형성된다. 예컨대, 도전성 루프 스트립(1200)은 도 6과 같이 다층 구조를 가지는 기판(1100)의 제 1 절연층(1110)의 일면(ex. 제 1 절연층(1110)의 +Z방향 면)에 형성된다.

도전성 루프 스트립(1200)은 루프 구조를 형성한다. 측정 대상에서 발생하는 자기장이 도전성 루프 스트립(1200)에 쇄교하면 도전성 루프 스트립(1200)에서 유도 전류가 발생한다. 도전성 루프 스트립(1200)에서 발생된 유도 전류는 케이블 커넥터(2000)와 연결된 케이블(미도시)을 통해 계측 장비(미도시)로 전송되고, 계측 장비는 전송된 유도 전류를 분석하여 측정 대상에서 발생하는 자계의 강도를 측정할 수 있다.

도전성 루프 스트립(1200)의 두께는 0.7 내지 1.3 oz 일 수 있다. 바람직하게는 도전성 루프 스트립(1200)의 두께는 0.9 내지 1.1 oz 일 수 있다.

도 6을 참조하면, 도전성 루프 스트립(1200)은 후술하는 제 1 접지층(1500)의 제 1 관통구(1510)를 기판(1100)의 두께 방향(ex. Z축 방향)으로 투영한 투영 영역(P)(이하, 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)이라 함)을 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다.

예컨대, 도전성 루프 스트립(1200)은 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)을 50% 이상 100% 미만으로 둘러싸도록 연장 형성될 수 있다.

도전성 연결 스트립(1300)은 도전성 루프 스트립(1200)과 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)을 연결한다.

도전성 연결 스트립(1300)은 기판(1100)의 내부에 형성된다. 예컨대, 도전성 연결 스트립(1300)은 다층 구조를 가지는 기판(1100)의 제 1 절연층(1110)의 일면(ex. 제 1 절연층(1110)의 +Z방향 면)에 도전성 루프 스트립(1200)과 함께 형성된다.

도전성 연결 스트립(1300)의 선단은 도전성 루프 스트립(1200)의 후단과 연결되고, 도전성 연결 스트립(1300)의 후단은 기판(1100)에 형성된 쓰루 홀(1100a)과 연결된다. 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)은 쓰루 홀(1100a)에 삽입되어 전기적으로 연결된다.

도전성 연결 스트립(1300)의 두께는 0.7 내지 1.3 oz 일 수 있다. 바람직하게는 도전성 연결 스트립(1300)의 두께는 0.9 내지 1.1 oz 일 수 있다.

도전성 보조 스트립(1400)은 도전성 루프 스트립(1200)에서 기판(1100)의 두께 방향(ex. Z방향)으로 이격되어 기판(1100)의 선단부의 내부에 형성된다. 예컨대, 도전성 보조 스트립(1400)은 다층 구조를 가지는 기판(1100)의 제 2 절연층(1120)의 일면(ex. 제 2 절연층(1120)의 +Z방향 면)에 형성될 수 있다.

도전성 보조 스트립(1400)은 루프 구조를 형성한다.

도 6을 참조하면, 도전성 보조 스트립(1400)은 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)을 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예컨대, 도전성 보조 스트립(1400)은 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)을 50% 이상 100% 미만으로 둘러싸도록 연장 형성될 수 있다.

도전성 보조 스트립(1400)은 도전성 루프 스트립(1200)과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 이때, 도전성 보조 스트립(1400)의 일단은 도전성 루프 스트립(1200)의 일단과 마주보고, 도전성 보조 스트립(1400)의 말단은 도전성 루프 스트립(1200)의 말단과 마주보도록 배치될 수 있다.

도전성 보조 스트립(1400)은 측정 대상에서 발생하는 전기장이 도전성 루프 스트립(1200)으로 유입되는 것을 차단하여 자계 프로브(100)의 감도 및 전기장 격리도를 향상시킨다.

제 1 접지층(1500)은 기판(1100)의 두께 방향의 일면(ex. -Z방향 면)에 형성된다. 예컨대, 제 1 접지층(1500)은 기판(1100)을 구성하는 제 1 절연층(1110)의 타면(ex. 제 1 절연층(1110)의 -Z방향 면)에 형성된다. 제 1 접지층(1500)은 도전체로 형성된다.

제 1 접지층(1500)에는 도전성 루프 스트립(1200)의 루프 구조의 중앙부에 대응하는 제 1 관통구(1510)가 형성된다. 제 1 관통구(1510)는 측정 대상에서 발생되는 자기장을 쉽게 통과시킨다. 이에 따라 도전성 루프 스트립(1200)에 자기장이 쉽게 쇄교될 수 있고 자계 프로브(100)의 감도가 향상될 수 있다.

제 1 관통구(1510)는 도 3 및 도 6과 같이 사각형 형상을 가질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

제 1 접지층(1500)은 케이블 커넥터(2000)와 연결되어 접지된다.

제 1 접지층(1500)에는 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)이 관통하는 관통홀(1500a)이 형성될 수 있다. 제 1 접지층(1500)에는 케이블 커넥터(2000)의 결합 돌기(미도시)가 삽입되는 삽입홀(1500b)이 형성될 수 있다.

비아 도체(1600)는 기판(1100)을 관통하여 도전성 루프 스트립(1200)과 도전성 보조 스트립(1400)과 제 1 접지층(1500)을 연결한다. 이때, 비아 도체(1600)는 도 6과 같이 도전성 루프 스트립(1200)의 연장 방향의 말단과 도전성 보조 스트립(1400)의 연장 방향의 말단을 연결할 수 있다.

본 실시예에 따른 프로브 몸체(1000)는 기판(1100)의 타면(ex. +Z방향 면)에 형성된 제 2 접지층(1700)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제 2 접지층(1700)은 다층 구조를 가지는 기판(1100)의 제 3 절연층(1130)의 일면(ex. 제 3 절연층(1130)의 +Z방향 면)에 형성될 수 있다.

제 2 접지층(1700)은 도전체로 제작된다. 제 2 접지층(1700)은 도전성 루프 스트립(1200)과 도전성 보조 스트립(1400)과 제 1 접지층(1500)을 연결하는 비아 도체(1600)와 연결된다. 제 2 접지층(1700)은 측정 대상에서 발생되는 전기장을 차단하여 자계 프로브(100)의 감도를 향상시킨다.

제 2 접지층(1700)에는 제 1 관통구(1510)에 대응하는 제 2 관통구(1710)가 형성된다. 제 2 관통구(1710)는 제 1 관통구(1510)와 마주보며 배치되고, 제 1 관통구(1510)와 대응하는 형상을 가질 수 있다. 제 2 관통구(1710)는 측정 대상에서 발생되는 자기장을 쉽게 통과시킨다. 이에 따라 도전성 루프 스트립(1200)에 자기장이 쉽게 쇄교될 수 있어 자계 프로브(100)의 감도가 더욱 향상될 수 있다.

제 2 접지층(1700)에는 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)이 관통하는 관통홀(1700a)이 형성될 수 있다. 제 2 접지층(1700)에는 케이블 커넥터(2000)의 결합 돌기(미도시)가 삽입되는 삽입홀(1700b)이 형성될 수 있다.

한편, 기판(1100)의 외측면 중 제 1 접지층(1500)과 제 2 접지층(1700)이 형성되지 않은 영역에는 도체층(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 도체층은 측정 대상에서 발생되는 전기장을 차단하여 자계 프로브(100)의 감도가 더욱 향상될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제 1 관통구(1510)의 선단부(ex. 제 1 관통구(1510)의 +X방향의 단부) 및 제 2 관통구(1710)의 선단부(ex. 제 2 관통구(1710)의 +X방향 단부)에는 각각 절개부(1511, 1711)가 형성될 수 있다.

달리 표현하면, 제 1 관통구(1510) 및 제 2 관통구(1710)에는 측정 대상을 향하여 개방된 절개부(1511, 1711)가 형성될 수 있다.

절개부(1511, 1711)는 측정 대상에서 발생하는 자기장이 도전성 루프 스트립(1200)에 효과적으로 쇄교하도록 유도한다. 이 경우, 자계 프로브(100)의 감도가 향상될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 기판(1100)의 선단에는 도체판(1800)이 형성될 수 있다. 도체판(1800)은 측정 대상에서 발생하는 전기장이 도전성 루프 스트립(1200)으로 유입되는 것을 방지한다.

도체판(1800)은 기판(1100)에 수직하게 배치될 수 있다.

도체판(1800)은 기판(1100)의 폭방향(ex. Y축 방향)과 기판(1100)의 두께 방향(ex. Z축 방향)으로 연장된다.

예컨대, 기판(1100)의 두께 방향으로 연장된 도체판(1800)의 너비는 기판(1100)의 두께의 1.5 내지 3배일 수 있다. 만약 도체판(1800)의 너비가 기판(1100)의 두께의 1.5배보다 작으면 감도 및 격리도가 저하되고, 기판(1100)의 두께의 3배보다 크면 프로브의 공간 분해능이 저하된다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 자계 프로브(100)는 쉴드부(3000)를 더 포함할 수 있다. 쉴드부(3000)는 측정 대상에서 발생되는 전기장이 프로브 몸체(1000)에 결합된 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)으로 유입되는 것을 차단한다.

쉴드부(3000)는 도전체로 제작된다.

쉴드부(3000)는 박스 형상을 가질 수 있다.

쉴드부(3000)는 프로브 몸체(1000)를 관통한 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100) 또는 케이블 커넥터(2000)의 핀(2100)과 전기적으로 연결되는 기판(1100)의 쓰루 홀(1100a)을 측정 대상에서 발생하는 전기장에 노출되지 않도록 둘러싼다.

이와 같은 쉴드부(3000)에 의해 자계 프로브(100)의 감도가 향상된다.

도 7은 도 6의 B부분을 확대한 도면이다. 도 7을 참조하면, 도전성 보조 스트립(1400)은 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향(ex. X축 방향) 중심선(Lx)을 경계로 양측에 상호 마주보며 배치되는 제 1 영역(1410)과 제 2 영역(1420)을 포함한다.

제 1 영역(1410)과 제 2 영역(1420)은 도 7과 같이 상기 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)과 나란하게 형성될 수 있다.

본 실시예에서 제 1 영역(1410)은 제 2 영역(1420)에 비해 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)으로부터 멀리 떨어져 배치될 수 있다. 즉, 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)과 제 1 영역(1410) 사이의 거리(D₁)은 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)과 제 2 영역(1420) 사이의 거리(D₂)보다 클 수 있다. 이 경우, 도전성 보조 스트립(1400)은 비대칭 구조를 갖는다고 볼 수 있다.

이와 같은 도전성 보조 스트립(1400)의 비대칭 구조는 제 1 영역(1410)과 제 2 영역(1420)이 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 배치된 일명 대칭 구조를 갖는 경우에 비해 자계 프로브(100)의 감도가 향상될 수 있다. 본 출원인은 이와 같은 결과를 실험을 통해 확인하였고 이에 대해 후술한다.

본 실시예에서 도전성 보조 스트립(1400)에는 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P) 안으로 돌출된 돌출부(1450)가 형성될 수 있다.

이와 같은 돌출부(1450)에는 제 1 관통구(1510) 또는 제 2 관통구(1710)를 통과하여 도전성 루프 스트립(1200)으로 쇄교되는 자기장에 의한 유도 전류가 강하게 형성될 수 있다. 돌출부(1450)에 형성된 유도 전류는 자기장을 형성하고, 이 자기장은 도전성 루프 스트립(1200)으로 쇄교되는 자기장의 세기를 증가시킨다. 이에 따라 도전성 루프 스트립(1200)에서 형성되는 유도 전류가 증가하여 자계 프로브(100)의 감도가 향상된다.

도 8은 도전성 보조 스트립의 구조에 따른 자계 프로브의 감도를 비교한 데이터이다. 도 8에서 케이스 1은 도 7에 도시된 도전성 보조 스트립(1400)을 나타내는 것으로, 제 1 영역(1410)은 제 2 영역(1420)에 비해 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)으로부터 멀리 떨어져 배치되고, 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P) 안으로 돌출된 돌출부(1450)가 형성된 도전성 보조 스트립(1400)에 관한 것이다.

도 8에서 케이스 2는 제 1 영역(1410)은 제 2 영역(1420)에 비해 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)으로부터 멀리 떨어져 배치되지만, 도 7에 도시된 돌출부(1450)가 없는 도전성 보조 스트립(1400)에 관한 것이다.

도 8에서 케이스 3은 제 1 영역(1410)과 제 2 영역(1420)이 제 1 관통구(1510)의 투영 영역(P)의 길이 방향 중심선(Lx)으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 배치되지만, 도 7에 도시된 돌출부(1450)가 없는 도전성 보조 스트립(1400)에 관한 것이다.

도 8을 참조하면, 자계 프로브(100)의 감도는 케이스 3보다는 케이스 2가 좋고, 케이스 2보다는 케이스 1이 좋은 것을 확인할 수 있다. 특히 고주파 영역에서 케이스 1으로 갈수록 감도가 훨씬 향상되는 것을 확인할 수 있다.

도 9는 도 6에 도시된 제 1 접지층의 제 1 관통구와 제 2 접지층의 제 2 관통구의 내측면에 자성체가 형성된 상태를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제 1 접지층(1500)의 제 1 관통구(1510)와 제 2 접지층(1700)의 제 2 관통구(1710)의 내측면에는 각각 자성체(1530, 1730)가 형성될 수 있다. 예컨대, 제 1 관통구(1510)와 제 2 관통구(1710)의 내측면에 형성되는 자성체(1530, 1730)는 페라이트일 수 있다.

제 1 관통구(1510) 및 제 2 관통구(1710)의 내측면에 각각 형성된 자성체(1530, 1730)는 측정 대상에서 발생하는 자기장을 관통구 내부로 유입되도록 유도하는 역할을 수행한다. 이 경우, 도전성 루프 스트립(1200)에 쇄교되는 자기장의 세기가 증가하고, 도전성 루프 스트립(1200)에서 형성된 유도 전류가 증가하여 자계 프로브(100)의 감도가 향상될 수 있다.

도 10은 제 1 접지층의 제 1 관통구 및 제 2 접지층의 제 2 관통구의 내측면에 자성체가 형성된 케이스와 형성되지 않은 케이스에 대한 자계 감도를 비교한 데이터이다.

도 10을 참조하면 제 1 접지층의 제 1 관통구 및 제 2 접지층의 제 2 관통구의 내측면에 자성체가 형성된 케이스는 자성체가 형성되지 않은 케이스에 비해 프로브의 감도가 향상됨을 확인할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 자계 프로브
1000 : 프로브 몸체
1100 : 기판
1110 : 제 1 절연층
1120 : 제 2 절연층
1130 : 제 3 절연층
1200 : 도전성 루프 스트립
1300 : 도전성 연결 스트립
1400 : 도전성 보조 스트립
1500 : 제 1 접지층
1600 : 비아 도체
1700 : 제 2 접지층
1800 : 도체판
2000 : 커텍터
2100 : 핀
3000 : 쉴드부

Claims

계측 장비와 연결되고, 측정 대상에서 발생하는 자계를 검지하는 자계 프로브로서,
프로브 몸체; 및
상기 프로브 몸체에 결합되는 케이블 커넥터를 포함하고,
상기 프로브 몸체는,
기판;
상기 기판의 선단부의 내부에 형성되고, 루프 구조를 형성하는 도전성 루프 스트립;
상기 도전성 루프 스트립과 상기 케이블 커넥터의 핀을 연결하도록 상기 기판의 내부에 형성되는 도전성 연결 스트립;
상기 도전성 루프 스트립에서 상기 기판의 두께 방향으로 이격되어 상기 기판의 선단부의 내부에 형성되며, 상기 측정 대상에서 발생하는 전기장이 상기 도전성 루프 스트립으로 유입되는 것을 차단하는 도전성 보조 스트립;
상기 기판의 두께 방향의 일면에 형성되고, 상기 도전성 루프 스트립의 루프 구조의 중앙부에 대응하며 상기 측정 대상에서 발생되는 자기장을 통과시키는 제 1 관통구가 형성된 제 1 접지층;
상기 기판을 관통하여 도전성 루프 스트립과 상기 도전성 보조 스트립과 상기 제 1 접지층을 연결하는 비아 도체; 및
상기 기판의 두께 방향의 타면에 형성되고, 상기 비아 도체와 연결되고, 상기 제 1 관통구에 대응하며 상기 측정 대상에서 발생되는 자기장을 통과시키는 제 2 관통구가 형성된 제 2 접지층을 포함하고,
상기 제 1 관통구 및 상기 제 2 관통구에는 각각 상기 측정 대상을 향하여 개방되어 상기 측정 대상에서 발생되는 자기장이 상기 도전성 루프 스트립에 쇄교하도록 유도하는 절개부가 형성되는, 자계 프로브.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 제 1 관통구와 상기 제 2 관통구의 내측면에는 상기 측정 대상에서 발생하는 자기장을 상기 제 1 관통구 및 상기 제 2 관통구 내부로 유입되도록 유도하는 자성체가 형성되는, 자계 프로브.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 프로브 몸체는,
상기 측정 대상에서 발생하는 전기장이 상기 도전성 루프 스트립으로 유입되는 것을 차단하도록 상기 기판의 선단에는 형성되는 도체판을 더 포함하는, 자계 프로브.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 도전성 보조 스트립은 루프 구조를 형성하고 상기 도전성 루프 스트립과 마주보며 배치되는, 자계 프로브.
제6항에 있어서,
상기 도전성 보조 스트립은
상기 제 1 관통구를 상기 기판의 두께 방향으로 투영한 투영 영역의 길이 방향 중심선을 경계로 양측에 상호 마주보며 배치되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역에 비해 상기 투영 영역의 길이 방향 중심선으로부터 멀리 떨어져 배치되는, 자계 프로브.
제6항에 있어서,
상기 도전성 보조 스트립에는 상기 제 1 관통구를 상기 기판의 두께 방향으로 투영한 투영 영역 안으로 돌출된 돌출부가 형성되고,
상기 돌출부에는 상기 도전성 루프 스트립으로 쇄교되는 자기장에 의한 유도 전류가 형성되고,
상기 돌출부에 형성된 유도 전류에 의해 형성된 자기장은 상기 도전성 루프 스트립으로 쇄교되는 자기장의 세기를 증가시키는, 자계 프로브.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 측정 대상에서 발생하는 전기장이 상기 프로브 몸체에 결합된 상기 케이블 커넥터의 핀으로 유입되는 것을 차단하기 위한 상기 프로브 몸체에 결합되는 쉴드부를 더 포함하는, 자계 프로브.