KR102456575B1

KR102456575B1 - A small sized X-ray head having inorganic insulator

Info

Publication number: KR102456575B1
Application number: KR1020150136033A
Authority: KR
Inventors: 김대준; 김동일; 박관수; 이충열; 김지은
Original assignee: (주) 브이에스아이
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2022-10-19
Also published as: KR20170037012A

Abstract

본 발명은 소형 엑스선헤드에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 소형 엑스선헤드는, 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기 열전자를 제어하는 그리드와 상기 열전자가 충돌되는 타켓 및 엑스선을 방출하는 아노드를 포함하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브의 외주면을 감싸는 금속 바디로 이루어진 소형 엑스선헤드에 있어서, 엑스선튜브와 금속 바디간에는 상호 절연을 위해 무기 절연체를 더 포함하며, 무기 절연체는 운모로 이루어지고, 판상형으로 적층되고 특히 원형인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 엑스선튜브를 외부와 완전히 절연할 수 있는 초소형 엑스선 헤드를 효과적으로 제작할 수 있다. The present invention relates to a miniature X-ray head, wherein the miniature X-ray head according to the present invention has a cylindrical shape including a cathode for emitting hot electrons, a grid for controlling the hot electrons, a target with which the hot electrons collide, and an anode for emitting X-rays. A small X-ray head comprising a tube and a metal body surrounding the outer circumferential surface of the cylindrical tube, further comprising an inorganic insulator for mutual insulation between the X-ray tube and the metal body, wherein the inorganic insulator is made of mica, laminated in a plate shape, and is particularly circular characterized by being. Accordingly, it is possible to effectively manufacture a miniature X-ray head capable of completely insulating the X-ray tube from the outside.

Description

A small sized X-ray head having inorganic insulator

본 발명은 초소형 엑스선 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스선 발생장치의 소형화를 가능케 하기위해 무기절연체를 봉입한 엑스선헤드 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a miniature X-ray generator, and more particularly, to an X-ray head structure in which an inorganic insulator is encapsulated to enable miniaturization of the X-ray generator.

일반적으로, 엑스선(X-ray) 발생장치는 진공관 내부에 설치된 음극으로부터 발생된 전자가 양극 구조체의 타겟에 충돌하면서 엑스선을 발생시키는 장치로서, 비파괴 검사용이나 의료진단용 또는 화학분석용 등 다양한 검사장치 또는 진단장치에 응용되어 폭넓게 사용되고 있다.In general, an X-ray generator is a device that generates X-rays while electrons generated from a cathode installed inside a vacuum tube collide with a target of an anode structure, and various inspection devices such as non-destructive testing, medical diagnosis, or chemical analysis. Alternatively, it is widely used by being applied to a diagnostic device.

한편 정전기 제거장치(제전기, ionizer)는 대전 물체의 표면으로부터 정전기를 제거하여 표면을 소제하기 위한 장치로서, 대전된 대상물체 즉 정전기를 가지는 대상물체에 양이온 및 음이온을 발생시켜 정전기 발생을 억제하거나, 혹은 공기 중의 미세 먼지 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염 입자를 제거하기 위하여 대상물체의 주변을 이온화시켜 정전기를 제거하는 장치로써 여러 분야에 활용되고 있으며, 특히 Display용 Panel의 제조공정에서 유용하게 사용되고 있다.On the other hand, a static electricity removal device (an ionizer) is a device for cleaning the surface by removing static electricity from the surface of a charged object. It is used in various fields as a device to remove static electricity by ionizing the periphery of a target object to remove pollutants such as fine dust, harmful substances, and odors with fine particle size in the air. is usefully used in

Display용 Panel의 제조공정은 그 정밀성 때문에 높은 청정도가 유지되는 청정실 내부에서 작업이 이루어지게 되고, 미세한 유해입자들이 작업자 또는 생산공정 이정에 의해서 생성되어 Panel의 표면에 부착되어 제품의 불량을 초래하게 된다.Due to its precision, the manufacturing process of the display panel is carried out in a clean room where a high degree of cleanliness is maintained, and fine harmful particles are generated by the operator or the production process shift and are attached to the surface of the panel, resulting in product defects. .

이러한, 제품불량 요인중 정전기에 따른 영향이 지대하기 때문에 정전기제거장치가 많이 사용되고 있으며, 현재 많이 활용되는 정전기 제거장치는 코로나(corona) 방전에 의해 공기를 이온화시켜 공기의 도전율을 높이고 정전기의 전하(charge)를 완화시키는 장치이다. 이러한 정전기 제거장치 내에는 방전전극(Emitter Tip)이 이용되고 있으며, 이러한 방전전극은 주기적인 유지보수를 수행해야 하고, 장시간 사용으로 인한 방전전극(emitter tip)의 불규칙적인 부식 및 마모로 균형있는 이온화 생성을 저하시키는 문제점을 안고 있다.Among these factors, static electricity removal devices are widely used because the influence of static electricity among these product defect factors is great, and the static electricity removal devices currently used a lot ionize air by corona discharge to increase the conductivity of the air, and to increase the electrical conductivity of static electricity ( It is a device for alleviating the charge. Discharge electrodes (emitter tips) are used in these static electricity removal devices, and these discharge electrodes have to perform periodic maintenance, and balanced ionization is caused by irregular corrosion and wear of the emitter tips due to long-term use. It has the problem of slowing the production.

이를 해결하는 대안으로 최근에는 노즐 내에 장착이 용이하게 소형의 엑스선관을 이용한 엑스선 이오나이저가 활용되고 있다. 이러한 엑스선 이오나이저는 노즐내에 장착될 수 있도록 엑스선관을 노즐의 외경이내로 제작되어야 하므로 크기가 매우 제한적인 단점을 갖는다. 이러한 엑스선관은 용기 내부를 진공으로 만들고 그 내부에 양극과 음극이 각각 대향하도록 위치하고 양극과 음극의 중심축과 수직한 방향으로 발생한 엑스선이 용이하게 방사될 수 있도록 엑스선창을 구비하고 있다. 현재 활용되는 소형 엑스선 이오나이저의 경우, 일반적으로 Display Panel 제조공정의 Stage에 장착되는 Nozzle의 외경이 16mm 이상으로 이러한 공정에서 사용되는 이오나이저의 경우 외경이 15mm의 엑스선튜브를 사용하고 있다. 그러나 Display Panel내의 선폭이 작아지는 UHD TV용 Panel의 경우 Panel의 선폭이 더 작아지면서 그에 따른 노즐의 외경도 작아질 것을 감안하면 노즐내에 엑스선관을 장착시키기 위해서는 적어도 엑스선 튜브를 8mm 이내의 외경으로 제작되어야 하는데 이러한 좁은 공간에 기존에 사용되는 유리와 같은 절연체로는 구현하기가 어려운 점이 있다. As an alternative to solving this problem, recently, an X-ray ionizer using a small X-ray tube is used to facilitate installation in a nozzle. Such an X-ray ionizer has a very limited size because the X-ray tube must be manufactured within the outer diameter of the nozzle so that it can be mounted in the nozzle. Such an X-ray tube is provided with an X-ray window so that the inside of the container is made a vacuum, the anode and the cathode are positioned to face each other, and the X-rays generated in a direction perpendicular to the central axis of the anode and the cathode can be easily radiated. In the case of a small X-ray ionizer currently used, the outer diameter of the nozzle mounted on the stage of the display panel manufacturing process is 16mm or more, and in the case of the ionizer used in this process, an X-ray tube with an outer diameter of 15mm is used. However, in the case of UHD TV panels where the line width within the display panel becomes smaller, considering that the outer diameter of the nozzle will become smaller as the line width of the panel becomes smaller, in order to mount the X-ray tube in the nozzle, at least the X-ray tube must have an outer diameter of 8mm or less. However, it is difficult to implement in such a narrow space with an insulator such as glass that is used in the past.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 초소형 엑스선관을 설계하는데 있어 엑스선관을 외부와 완전히 절연할 수 있도록 새로운 재질 및 형상을 구비한 절연체 및 이를 탑재하는 초소형 엑스선헤드를 제공한다.Accordingly, the present invention provides an insulator having a new material and shape so as to completely insulate the X-ray tube from the outside in designing an ultra-small X-ray tube, and a miniature X-ray head for mounting the same in consideration of such a problem.

본 발명의 일 실시예에 따른 소형 엑스선헤드는 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기 열전자를 제어하는 그리드와 상기 열전자가 충돌되는 타켓 및 엑스선을 방출하는 아노드를 포함하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브의 외주면을 감싸는 금속 바디로 이루어진 소형 엑스선헤드에 있어서, 상기 원통형 튜브와 상기 금속 바디간에는 상호 절연을 위해 무기 절연체를 더 포함한다. A small X-ray head according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical tube including a cathode for emitting hot electrons, a grid for controlling the hot electrons, a target with which the hot electrons collide, and an anode for emitting X-rays, and the outer circumferential surface of the cylindrical tube. In the small X-ray head made of a surrounding metal body, an inorganic insulator is further included between the cylindrical tube and the metal body for mutual insulation.

상기 무기 절연체는 운모로 이루어질 수 있다. The inorganic insulator may be made of mica.

상기 무기 절연체는 판상형으로 적층되며 원형으로 형성될 수 있다. The inorganic insulator may be laminated in a plate shape and formed in a circular shape.

이와 같은 소형 엑스선관에 따르면, 절연체의 두께를 매우 작게 하면서 엑스선튜브를 외부와 완전히 차단할 수 있어 소형 엑스선관을 지금보다 더 작게 설계할 수 있는 장점을 갖는다. According to such a small X-ray tube, the X-ray tube can be completely blocked from the outside while the thickness of the insulator is very small, so that the small X-ray tube can be designed smaller than now.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드에 봉입되는 절연체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드중 절연체를 엑스선튜브를 감싸면서 끼우는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드 및 절연체가 위치한 것을 도시한 도면이다.1 is a view showing an insulator encapsulated in a miniature X-ray head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a process of inserting an insulator among the miniature X-ray heads while enclosing the X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a position of an ultra-small X-ray head and an insulator according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. will be able Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features or It should be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드에 봉입되는 절연체를 도시한 도면이다. 1 is a view showing an insulator encapsulated in a miniature X-ray head according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체(100)는 원형의 엑스선튜브(미도시)를 감쌀 수 있도록 절연체(100)의 외경이 엑스선튜브보다 작도록 하며 상하가 개구된 형태이다. 이러한 절연체(100)는 엑스선튜브와 금속 바디(미도시)간에 상호 절연을 완전히 유지시키기에 적합한 재질이어야 하며 본 발명의 실시예에서는 무기 절연체가 가장 적절하다. 무기 절연체는 기본적 특성이 열전도율이 유기절연체에 비해 우수하기 때문에 소형의 엑스선튜브등을 제조하는데 우수하다. Referring to FIG. 1 , the insulator 100 according to an embodiment of the present invention has an outer diameter of the insulator 100 smaller than the X-ray tube so as to wrap a circular X-ray tube (not shown), and has an open top and bottom. . The insulator 100 should be a material suitable for completely maintaining mutual insulation between the X-ray tube and the metal body (not shown), and an inorganic insulator is most suitable in the embodiment of the present invention. Inorganic insulators are excellent for manufacturing small-sized X-ray tubes, etc. because their basic properties and thermal conductivity are superior to those of organic insulators.

한편 무기절연체는 매우 다양한 물질이 존재하지만 그 중에서도 운모는 알루미늄, 포타시움을 주성분으로 수소, 마그네슘, 철, 나트륨, 리튬 및 불소를 함유하는 silicate 복합물로, 이들의 성질은 완전히 쪼개지는 성질과 탄성력을 가지고 부드러우며, 용해하기 어려우며, 용융점이 높아서 소형의 엑스선튜브 제작시에 우수한 절연 성질을 나타낸다. 더구나 운모는 엑스선 튜브의 외주면을 덮어지도록 원통형 형상으로 구현하기에 적절하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운모를 판상형으로 적층하여 절연체(100)를 구성 할 수 있다.On the other hand, there are a wide variety of inorganic insulators, but among them, mica is a silicate complex containing aluminum and potassium as main components and hydrogen, magnesium, iron, sodium, lithium and fluorine. It is soft, difficult to dissolve, and has a high melting point, so it exhibits excellent insulating properties when manufacturing a small X-ray tube. Moreover, mica is suitable to be implemented in a cylindrical shape so as to cover the outer circumferential surface of the X-ray tube. According to an embodiment of the present invention, the insulator 100 may be configured by stacking mica in a plate shape.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드중 절연체(230)를 엑스선튜브(210)를 감싸면서 끼우는 과정을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예인 절연체(230)는 도 2에 도시된 것처럼 전극(220)이 엑스선튜브(210)의 외측에 부착시키고 난 후, 엑스선튜브(210)와 전극(220)을 하부로 부터 감싸면서 엑스선튜브(210)의 상부로 밀착하여 밀봉한다. 밀봉 이후에는 세라믹 재질의 바디(미도시)를 덮어씌우고 난 후, 절연체(230)의 상부는 용접을 통해 밀폐시키고, 하부는 케일블그랜드(미도시)와의 결합을 통해 밀폐시켜 엑스선선튜브(210)는 절연체(230)에 의해 외부와 완전히 절연이 된다. FIG. 2 illustrates a process of inserting the insulator 230 of the miniature X-ray head while enclosing the X-ray tube 210 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , the insulator 230 according to an embodiment of the present invention surrounds the X-ray tube 210 and the electrode 220 from the bottom after the electrode 220 is attached to the outside of the X-ray tube 210 . While in close contact with the upper portion of the X-ray tube 210 and sealed. After sealing, after covering the ceramic body (not shown), the upper part of the insulator 230 is sealed through welding, and the lower part is sealed through coupling with the cable grand (not shown), so that the X-ray tube 210 is sealed. ) is completely insulated from the outside by the insulator 230 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드 및 절연체가 위치한 것을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 것처럼 초소형 엑스선헤드(300)는 원통 형상으로 구현되어 있다. 초소형 엑스선헤드(300)는 내부 중앙 상부에 엑스선튜브(310)가 위치하고 절연체(330)가 엑스선튜브(310)의 외주면을 감싸고, 절연체(330)를 감싸는 바디(320)와 상호 절연이 완벽히 이루어질 수 있도록 한다. 그러기 위해 절연체(330) 상부는 튜브(310) 상부와 결합되어 용접을 통해 고정되고, 절연체(330) 하부는 바디(320)내측에 위치하여 바디(320) 하부가 케이블그랜드(340)와 결합 고정됨에 따라 엑스선튜브(310)는 외부와 완전히 절연이 이루어진다. 절연체(330)와 바디(320)간의 간극에서 발생할 수 있는 공기층 형성을 억제하기 위한 에폭시 충진등의 설명은 생략토록 한다. FIG. 3 is a diagram illustrating a position of an ultra-small X-ray head and an insulator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 , the miniature X-ray head 300 is implemented in a cylindrical shape. In the ultra-small X-ray head 300, the X-ray tube 310 is positioned on the inner central upper portion, and the insulator 330 surrounds the outer circumferential surface of the X-ray tube 310, and the body 320 surrounding the insulator 330 can be completely insulated from each other. let it be To this end, the upper portion of the insulator 330 is coupled to the upper tube 310 and fixed through welding, and the lower portion of the insulator 330 is located inside the body 320 so that the lower portion of the body 320 is coupled and fixed with the cable gland 340. Accordingly, the X-ray tube 310 is completely insulated from the outside. Description of the epoxy filling for suppressing the formation of an air layer that may occur in the gap between the insulator 330 and the body 320 will be omitted.

이상과 같이, 절연체를 원통형의 엑스선튜브를 감싸도록 상하가 개구된 형태의 원통형 무기절연체로 구성하여, 엑스선튜브내의 필라멘트가 전자를 방출할 때 발생하는 온도 상승에도 충분히 절연 기능을 상실하지 않도록 절연효과를 유지함은 물론 소형의 엑스선헤드 제작을 용이하게 구현할 수 있다. As described above, the insulator is composed of a cylindrical inorganic insulator with the top and bottom open to surround the cylindrical X-ray tube, so that the insulation effect is not sufficiently lost even when the temperature rises when the filament in the X-ray tube emits electrons. of course, it is possible to easily implement the manufacture of a small X-ray head.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art or those having ordinary knowledge in the art will have the spirit of the present invention described in the claims to be described later. And it will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the technical scope.

100, 230, 330 : 무기 절연체 210, 310 : 엑스선튜브
220 : 전극 300 : 엑스선헤드
340 : 케이블그랜드 100, 230, 330: inorganic insulator 210, 310: X-ray tube
220: electrode 300: X-ray head
340: cable grand

Claims

A small X-ray head comprising a cylindrical tube including a cathode for emitting hot electrons, a grid for controlling the hot electrons, a target with which the hot electrons collide, and an anode for emitting X-rays, and a metal body surrounding the outer circumferential surface of the cylindrical tube,
Further comprising an inorganic insulator for mutual insulation between the tube and the metal body,
The inorganic insulator is
It is formed by stacking mica in a plate shape, and the top and bottom are opened,
A small X-ray head, characterized in that the upper part is fixed to the upper part of the tube by welding, and the lower part is located inside the metal body, and the lower part of the metal body is fixed to the cable gland.

delete

According to claim 1,
The inorganic insulator is a small X-ray head, characterized in that the circular shape.