KR20090044170A - 자기회로 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기회로 측정장치에 관한 것으로서, 자기회로가 위치하는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치되고 스테이지 상에서 X,Y,Z축 방향으로 이동하는 수평수직이동부와, 상기 수평수직이동부에 설치되고, 상기 자기회로의 자속 밀도 및 자속을 측정하는 가우스 미터를 포함하고, 상기 가우스 미터는 회전 수단에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치가 제공된다. 이에 따라서, 자기회로가 어떠한 위치로 배치되더라도 자기회로의 정밀한 측정 결과를 얻을 수 있고, 신뢰성을 향상시키고 측정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

가우스 미터, 가우스, 자속밀도, 자기회로, 마그네트론 스퍼터링

Description

자기회로 측정장치{GAUSS SCANNER}

본 발명은 자기회로 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 대상물의 실제 위치나 크기를 실측하고 상기 실측을 토대로 자속밀도 및 자계를 측정함에 있어, 측정 대상물이 어떠한 자세로 위치되더라도 자기회로 측정에 신뢰성을 향상시키고 측정 시간을 단축시킬 수 있는 자기회로 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 패널의 유리기판 상에 박막을 형성하는 경우, 막 형성(成膜) 속도가 빠른 등의 이점으로, 마그네트론 스퍼터링 장치가 이용되고 있다. 마그네트론 스퍼터링 장치에서는, 타켓의 후방에 교대로 극성을 바꾸어 복수의 자석으로 구성되는 조립체로 이루어진 자기회로를 설치하고, 이 자기회로에 의해서 타켓의 전방에 자속을 형성하여 전자를 포착하는 것으로 타켓 전방에서의 전자 밀도를 높이고, 이들 전자와 진공 챔버 내에 공급되는 가스와의 충돌확률을 높여 플라즈마 밀도를 높게 하여 스퍼터링한다.

이와 같은 마그네트론 스퍼터링 장치에 설치되는 자기회로는 자속밀도 및 자계가 일정하게 제어되어야 하는데, 이러한 자기회로의 자속밀도 및 자계를 측정하는 장비가 가우스 미터이다.

상기 가우스 미터는 자기응용제품의 자속밀도 및 자계를 측정하기 위한 것으로 통상 홀 효과를 이용하여 측정 대상물의 자기장 내에 삽입되는 프로브를 포함하여 측정 대상물의 자속밀도 및 자계를 측정한다. 이러한 가우스 미터는 통상 측정자가 휴대할 수 있도록 소형/경량화되어 측정하고자 하는 대상물의 자기장 내에 프로브를 위치시켜 가우스 값을 측정하게 된다. 즉, 측정자는 가우스 미터를 휴대하고 상기 자기회로의 둘레를 따라 이동하며 미리 설정된 구간만을 측정하게 된다.

그런데, 최근 디스플레이장치의 유리기판이 커짐에 따라 마그네트론 스퍼터링 장치도 대형화되어 자기회로 역시 대형화되고 있는 추세이다. 이렇게 대형의 자기회로를 종래의 가우스 미터로 측정하게 되는 경우 측정자는 프로브를 손에 쥐고 자기회로의 표면으로부터 소정 거리에 프로브를 위치시키고 자속밀도 및 자계를 측정하게 되는데, 이때 측정자의 숙련도에 따라 자기회로의 자속밀도 및 자계의 측정값이 달라지는 문제가 있다.

즉, 측정자에 의해 수동으로 자기회로의 자속밀도 및 자계를 측정하는 경우 자기회로의 표면으로부터 소정 거리를 둔 프로브의 위치에 따라 가우스 미터에서 측정된 자속밀도 및 자계는 매번 다른 측정값을 보이게 되어 그 신뢰성이 매우 낮다.

또한 자기회로의 실제 크기 및 형태에 따라 자속밀도 및 자계는 크게 달라지는데, 이를 측정자가 충분히 숙지하지 못할 경우 종래의 가우스 미터를 사용하여 자기회로의 자속밀도 및 자계를 수회 반복하여 측정하게 됨으로써 자기회로의 자속밀도 및 자계를 측정하는데 많은 시간과 노력이 필요하다.

또한 종래에는 측정자가 가우스 미터를 휴대하고 자기회로의 둘레를 따라 이동하며 미리 설정된 구간만의 자속밀도 및 자계만을 측정하게 됨으로써 실제 자기회로의 전 표면에서 발생되는 자속밀도 및 자계를 측정할 수 없고, 이에 따라 자기회로 내부의 자석 파손 여부를 판별할 수 없는 문제가 있다.

그리고, 가우스 미터의 기기 특성상 자기회로의 측정면과 가우스 미터가 서로 직각으로 배치되었을 때만 자기회로의 자속밀도 및 자계의 측정이 이루어지기 때문에 자속밀도 및 자계의 측정이 불가하거나, 가우스 미터와 자기회로의 배치에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자기회로의 실제 위치나 크기를 실측하고, 상기 실측을 토대로 자기회로의 전 표면에서 발생되는 자속밀도 및 자계를 측정함으로써 자기회로 측정에 신뢰성을 향상시키고 측정 시간을 단축시킬 수 있는 자기회로 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 자속밀도 및 자계를 측정하는 가우스 미터의 기기 특성에 따른 문제점을 해결할 수 있도록 가우스 미터를 회전시킬 수 있는 자기회로 측정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 자기회로가 위치하는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치되고 스테이지 상에서 X,Y,Z축 방향으로 이동하는 수평수직이동부와, 상기 수평수직이동부에 설치되고, 상기 자기회로의 자속 밀도 및 자속을 측정하는 가우스 미터를 포함하고, 상기 가우스 미터는 회전 수단에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 가우스 미터는 프로브 홀더에 둘러싸여서 일체로 회전되고, 상기 회전 수단은 상기 프로브 홀더를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 회전 수단은 회전모터를 포함하고, 상기 프로브 홀더는 상기 회전모터의 회전축에 연동되어 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로브 홀더의 외주연에는 상기 회전모터의 회전력을 전달하는 접촉부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 회전모터의 회전축에는 구동기어가 설치되고, 상기 접촉부는 상기 구동기어에 치합되는 피동기어인 것을 특징으로 하거나, 상기 회전모터의 회전축에는 구동폴리가 설치되고, 상기 접촉부는 상기 구동폴리와 벨트로 연결되는 피동폴리인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가우스 미터는 자기회로에서 X,Y,Z의 백터방향으로 발생하는 자속밀도 및 자계를 측정하는 3축 가우스 미터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자기회로 측정장치에 의하면 자기회로의 실제 위치 및 크기를 토대로 자속밀도 및 자계를 측정할 수 있고, 자기회로의 전 구간에 대한 측정이 가능하여 정밀한 측정 결과를 얻을 수 있다.

또한, 가우스 미터를 회전시킬 수 있음에 따라 자기회로의 측정면이 어떠한 위치로 배치되더라도 자속밀도 및 자계의 측정이 가능하여 원활하게 자기회로를 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한 각각의 자기회로를 동일한 조건 하에서 측정할 수 있어 신뢰성이 향상되고, 자기회로의 실측과 가우스 값을 동시에 자기회로 측정장치에서 측정할 수 있기 때문에 자기회로의 측정 시간을 단축하는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치의 요부를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 좌측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 상기 자기회로 측정장치는 크게 프레임(102)과, 상기 프레임(102)의 상면에 설치되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 이동하는 X축 이동유닛(200)과 Y축 방향으로 이동하는 Y축 이동유닛(300)과, Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동유닛(400)을 포함하는 수평수직이동부(700) 및 상기 Z축 이동유닛(400)에 설치된 측정부(500)로 구성된다.

상기 프레임(102)은, 소정의 면적을 갖고 상면에 설치될 스테이지(100)의 하중을 충분히 견딜 수 있는 구조물로 이루어지고 그 저면에는 프레임(102)의 이송과 고정이 용이하도록 캐스터(Caster)와 같은 바퀴유닛(104)이 설치된다.

상기 프레임(102)의 상면에는 자기회로(600)가 위치할 수 있는 면적을 갖는 스테이지(100)가 설치되는데, 상기 스테이지(100)는 크게 정반(110)과, 상기 정반(100)의 평탄면에 위치되는 복수의 고정 블록(120)과, 상기 고정 블록(120) 상에서 수평 이동하는 위치조절 블록(130)으로 구성된다.

아울러, 상기 프레임(102)의 상면과 스테이지(100)의 저면 사이에는 방진패드(106)가 설치는데, 상기 방진패드(106)의 상면에는 요철(106a)(도 3 참조)이 형성되어 방진패드(106)와 스테이지(100)의 저면 즉, 정반(100)의 저면과의 접촉 면 적을 최소화하여 불시에 발생될 수 있는 지면의 요동을 방진패드(106)가 흡수하여 스테이지(100) 및 스테이지(100) 상에 설치되는 X,Y,Z축 이동유닛(200, 300, 400) 및 측정부(500)를 보호하게 된다.

상기 정반(110)은 소정의 두께를 갖는 장방형으로 형성되어 프레임(102)의 상면에 설치되며, 정반(110)의 상면은 평탄도가 조정된 평탄면이 형성된다. 그리고 정반(110)의 평탄면 상에는 복수의 고정 블록(120)이 위치하는데, 상기 각각의 고정 블록(120)은 소정의 두께를 갖는 장방형으로 형성되고 정반(110)의 평탄면과 마찬가지로 평탄도가 조정된 평탄면이 고정 블록(120)의 상면과 하면에 형성된다.

또한 상기 고정 블록(120)의 상면에는 고정 블록(120)에 놓이는 자기회로(600)의 기준 위치를 제공하고 조절할 수 있도록 Y축 방향으로 수평 이동하도록 설치된 위치조절 블록(130)이 마련된다.

상기 위치조절 블록(130)은 고정 블록(120)의 상면에서 Y축 방향으로 수평 이동하는 수평부(132)와 상기 수평부(132)에서 고정 블록(120)의 상방으로 수직으로 절곡된 수직부(134)를 포함한다. 또한 상기 고정 블록(120)의 상면에는 위치조절 블록(130)의 수평부(132)를 Y축 방향으로 안내하기 위한 슬롯(122)이 형성되어 상기 슬롯(122)에 수평부(132)가 안착된 상태로 활주하게 된다.

그리고 상기 Y축 방향으로 형성된 슬롯(122)에는 위치조절 블록(130)의 위치를 파악할 수 있도록 슬롯(122)을 따라 계측 눈금(124)이 형성되며, 상기 수평부(132)에는 고정 블록(120)의 슬롯(122)을 따라 활주하는 수평부(132)가 움직이지 않도록 고정할 수 있는 고정구(136)를 포함한다. 예를 들어, 상기 고정구(136)는 수평부(132)를 슬롯(122)에 압착하여 고정시킬 수 있는 볼트(미도시) 체결일 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 스테이지(100) 상에는 X, Y, Z축 방향으로 이동하는 수평수직이동부(700)가 설치되는데, 상기 수평수직이동부(700)는, 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 수평 이동하는 X축 이동유닛(200)과, 상기 X축 이동유닛(200)에 설치되고 Y축 방향으로 수평 이동하는 Y축 이동유닛(300)과, 상기 Y축 이동유닛(300)에 설치되고 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동유닛(400)을 포함한다.

상기 X축 이동유닛(200)은, 스테이지(100)의 정반(110) 상면 양측에서 X축 방향으로 설치된 리니어 구동유닛(220)와 상기 리니어 구동유닛(220)에 위해 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 수평 이동하는 갠트리(210)로 구성된다.

도 7은 도 4에 표시된 B부의 부분단면 확대도로, 리니어 구동부를 나타낸다.

상기 리니어 구동유닛(220)을 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 리니어 구동유닛(220)은, 전기에너지를 직선적인 운동에너지로 변환시킬 수 있도록 복수의 자석이 일렬로 배열된 고정자(222a)를 갖는 제 1 가이드 레일(222)과, 상기 제 1 가이드 레일(222)을 따라 활주할 수 있도록 취부되고 이동자(224a)가 내설된 X축 이동블록(224)으로 구성되어 제 1 가이드 레일(222)에 전류를 흘려 이동자(224a)와 고정자(222a) 사이에서 추력(推力:미는 힘)을 발생시켜 X축 이동블록(224)을 제 1 가이드 레일(222) 상에서 활주시킨다.

이와 같은 상기 리니어 구동유닛(220)은, 예를 들어, 리니어 유도모터, 리니어 직류모터, 리니어 펄스모터, 리니어 하이브리드모터, 리니어 동기모터 중 어느 하나일 수 있다.

또한 상기 제 1 가이드 레일(222)의 상면에는, 제 1 가이드 레일(222)의 선단과 기단에 지지되는 가이드 캡(226)이 설치되는데, 상기 가이드 캡(226)은 X축 이동블록(224)의 내부를 관통하여 X축 이동블록(224)이 임의로 제 1 가이드 레일(222)에서 이탈하는 것을 방지하고 제 1 가이드 레일(222) 내부로 이물이 유입되는 것을 차단하게 된다. 여기서, 상기 가이드 캡(226)의 저면은 X축 이동블록(224)의 내부에 설치된 구동 롤러(228)와 구름 접촉된다.

그리고 상기 제 1 가이드 레일(222)의 선단과 기단에는 X축 이동블록(224)의 과도한 활주에 의한 충돌을 완충하기 위해 완충유닛(230)이 설치된다. 상기 완충유닛(230)은 예를 들어, 충격을 흡수하여 소멸시킬 수 있도록 탄성력을 갖는 부재 또는 유압 실린더 및 코일 스프링 등이 될 수 있다.

상기 정반(110) 상면 양측에서 X축 방향으로 설치된 리니어 구동유닛(220)의 X축 이동블록(224)에 의해 지지되고 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 이동하는 갠트리(210)는, 정반(110) 상면 양측에 설치된 X축 이동블록(224)의 상면 각각에 고정되는 수직보(212)와 각각의 수직보(212)가 일체로 X축 방향으로 이동되도록 연결하는 수평보(214)로 형성되는데, 상기 갠트리(210)는 특히, 수평보(214)에 설치될 Y,Z축 이동유닛(300, 400)과 측정부(500)의 하중을 충분히 견딜 수 있는 구조를 갖는다.

상기와 같이 스테이지(100) 상에 설치되어 X축 방향으로 이동하는 갠트리(210)에는 측정부(500)를 Y축 방향과 Z축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 이동유 닛(300)과 Z축 이동유닛(400)이 설치된다.

도 8은 도 3에 표시된 C부 확대도로, Y축 이동유닛과 Z축 이동유닛의 조립상태를 나타낸다. 도면을 참조하여 설명하면, 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 이동하는 갠트리(210)의 수평보(214)에는 Y축 이동유닛(300)이 설치된다.

상기 Y축 이동유닛(300)은, 수평보(214))에 고정된 제 2 가이드 레일(330)에 취부되어 Y축 방향으로 활주하는 Y축 이동블록(320)과, 상기 제 2 가이드 레일(330)의 내부에서 상기 제 2 가이드 레일(330)과 평행하게 설치되고 Y축 이동블록(320)과 치합되는 제 1 스크류 축(312)과 상기 제 1 스크류 축(312)단에 설치되는 제 1 서버 모터(314)를 포함하는 제 1 회전 구동부(310)로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 회전 구동부(310)의 제 1 스크류 축(312)과 제 1 서버 모터(314)의 결합은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 스크류 축(312)의 선단 또는 기단에 제 1 서버 모터(314)의 구동축이 직접 연결되는 직렬 연결일 수 있고, 경우에 따라서는, 제 1 서버 모터(314)의 구동축이 제 1 스크류 축(312)과 평행하게 또는 교차하게 위치하고, 상기 제 1 서버 모터(314)의 구동축과 제 1 스크류 축(312) 사이에 회전비를 달리하는 각각의 기어가 내설된 감속기어 박스(미도시)가 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 Y축 이동유닛(300)과 직교하도록 Z축 이동유닛(400)이 설치되는데, 상기 Z축 이동유닛(400)은, 제 2 가이드 레일(330)과 직교하고 Y축 이동블록(320)에 고정되는 제 3 가이드 레일(420)과, 상기 제 3 가이드 레일(420)에 취부되어 Z축 방향으로 활주하는 Z축 이동블록(430)과, 상기 제 3 가이드 레일(420)의 내부에서 제 3 가이드 레일(420)과 평행하게 설치되고 Z축 이동블록(430)과 치합되는 제 2 스크류 축(412)과 상기 제 2 스크류 축(412)단에 설치되는 제 2 서버 모터(414)를 포함하는 제 2 회전 구동부(410)로 구성된다.

여기서, 상기 제 2 스크류 축(412)과 제 2 서버 모터(414)의 결합은 앞서 설명한 Y축 이동유닛(300)의 제 1 스크류 축(312)과 제 1 서버 모터(314)의 결합처럼 제 2 스크류 축(412)의 선단 또는 기단에 제 2 서버 모터(414)의 구동축이 직접 연결될 수도 있고, 제 2 서버 모터(414)의 구동축이 제 2 스크류 축(412)과 평행하게 또는 교차하게 위치하고 그 사이에 감속기어 박스(미도시)가 설치될 수도 있다.

더블어, 상기 제 2 가이드 레일(330)과 제 3 가이드 레일(420) 각각에는 Y축 이동블록(320)과 Z축 이동블록(430)의 활주 구간을 제한하는 활주 리미트 센서(108)가 설치된다.

도 6a 및 6b는 도 4에 표시된 A부의 확대도로, Z축 이동유닛에 설치된 측정부를 나타낸 정면도 및 측면도이다. 도 2, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 상기 Z축 이동블록(430)에는 레이저 변위센서(미도시)와 가우스 미터(520)을 구비한 측정부(500)가 설치된다.

상기 레이저 변위센서는, 앞서 설명한 바와 같이 Z축 이동블록(430)에 내장 또는 고정됨으로써 고정 블록(120)에 놓인 자기회로(600)의 상면으로부터 소정의 높이에 위치하게 된다. 이러한 레이저 변위센서는 자기회로(600)의 상면에 레이저빔을 발사하는 발광부(미도시)와 자기회로(600)의 상면에서 반사된 레이저빔이 받아들이는 수광부(수광부)를 포함한다.

그리고 상기 Z축 이동블록(430)에는 상기 가우스 미터(520)를 승하강 시키는 승하강 수단(800)과 상기 가우스 미터(520)를 회전 시키는 회전 수단(900)이 구비된다.

상기 승하강 수단(800)은 상기 Z축 이동블록(430)에 설치되는 승하강 모터(810)와, 상기 승하강 모터(810)에 설치되어 작동되는 승하강 스크류(820)와, 상기 승하강 스크류(820)에 설치되어 승강 또는 하강 되는 승하강 블록(830)을 포함하고, 승하강 모터(810)의 구동에 따라 승하강 스크류(820)가 작동되어 승하강 블록(830)을 승강 또는 하강시킨다. 그래서, 상기 가우스 미터(520)를 후술되는 커버(440)의 하면을 통하여 커버(440)의 외측으로 노출시키거나 커버(440)의 내측으로 수납하게 된다. 이때 상기 승하강 수단(800)과 인접되는 지점에는 다수개의 승하강 리미트 센서(840)가 구비되어 상기 승하강 블록(830)의 승하강 정도를 단속하게 된다.

그리고, 상기 승하강 블록(830)에는 가우스 미터(520)가 설치되는 케이스(510)가 장착되어 일체로 승강 또는 하강된다. 상기 케이스(510)에는 가우스 미터(520) 및 회전 수단(900)이 설치된다. 상기 가우스 미터(520)는 자기회로(600)에서 발생하는 자기장 내에 삽입되어 자기회로(600)의 자속밀도 및 자계를 측정하는 프로브(521)를 포함하는 것으로서, 상기 케이스(510)에 Z축 방향으로 설치되고, 바람직하게는 상기 가우스 미터(520)가 프로브 홀더(530)에 둘러싸여서 상기 케이스(510)에 회전 가능하도록 설치된다. 이때 사용되는 상기 가우스 미터(520)는 자기회로(600)에서 X,Y,Z의 백터방향으로 발생하는 자속밀도 및 자계를 측정할 수 있 는 3축 가우스 미터이다.

상기 케이스(510) 상에는 가우스 미터(520)를 회전시키기 위한 회전 수단(900)이 구비되는데, 상기 회전 수단(900)은 상기 케이스(510)에 설치되는 회전 모터(910)를 포함하고, 상기 프로브 홀더(530)의 외주연에는 상기 회전 모터(910)의 회전력을 전달하는 접촉부가 구비됨에 따라 상기 회전 모터(910)의 회전축(920)에 작동에 연동하여 상기 프로브 홀더(530)를 회전시켜서 프로브 홀더(530)와 일체로 가우스 미터(520)를 회전시키게 된다.

상기 회전 수단(900)은 상기와 같은 기술 사상하에 다양하게 실시될 수 있을 것이다.

바람직하게는 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 회전 모터(910)의 회전축(920)에 구동기어(921)가 설치되고, 상기 프로브 홀더(530)의 외주연에는 상기 구동기어(921)와 치합되는 피동기어(923)가 설치될 수 있을 것이다. 그래서, 상기 회전 모터(910)의 작동에 따라 프로브 홀더(530)를 회전시켜서 가우스 미터(520)를 회전시키게 된다.

또한, 도 9는 Z축 이동유닛에 설치된 측정부의 다른 실시예을 나타낸 측면도로서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 회전 모터(910)의 회전축(920)에 구동폴리(931)가 설치되고, 상기 프로브 홀더(530)의 외주연에는 상기 구동폴리(931)와 벨트(935)로 연결되는 피동폴리(933)가 설치될 수 있을 것이다.

상기 회전 수단은 제시된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 가우스 미터를 Z축 방향을 중심축으로 회전시킬 수 있다면 어떠한 구성으로 형성되어도 그 본 발명 의 기술 사상에 포함될 것이다.

그리고, 상기 케이스(510)의 하면에는 상기 프로브 홀더(530)와 이격배치되어 다수개의 회전 리미트 센서(940)가 구비된다. 그래서, 상기 프로브 홀더(530)의 회전 정도를 단속하게 된다.

또한 상기 Z축 이동블록(430)에는 레이저 변위센서와 가우스 미터(520)를 보호하도록 커버(440)가 체결된다.

상기 커버(440)는 레이저 변위센서, 승하강 수단(800), 회전 수단(900) 및 가우스 미터(520)를 덮을 수 있도록 대략 박스 형상을 갖되, 커버(440)가 레이저 변위센서 및 가우스 미터(520)가 자기회로(600)의 측정을 방해하지 않도록 저면이 개방되며, 경우에 따라서는 레이저 변위센서, 승하강 수단(800), 회전 수단(900) 및 가우스 미터(520)의 유지보수를 위하여 상기 커버(440)가 Z축 이동블록(430)에서 개폐될 수 있도록 경첩(미도시)에 의해 체결될 수도 있다.

여기서 자기회로의 위치 및 크기를 실측하고 자속밀도와 자계를 측정하는 측정부를 스테이지 상에서 X,Y,Z축 방향으로 이동시키기 위한 수평수직이동부는 앞서 설명한 구성으로만 한정되는 것이 아니라 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 수평수직이동부를 대신하여 다관절 로봇에 측정부가 설치되고, 경우에 따라서는 상기 다관절 로봇이 스테이지 상에서 X축 방향으로 이동되도록 설치될 수도 있다.

또한 측정부에 설치된 레이저 변위센서 및 가우스 미터는 앞서 설명한 구성으로만 한정되는 것이 아니라 상기 레이저 변위센서는 스테이지 상에 위치하는 자 기회로의 원점을 찾고, 그 원점을 기준으로 자기회로의 크기/높이 등을 측정할 수 있는 센서이면 족할 것이다. 그리고 상기 가우스 미터 역시 자기회로에서 발생되는 자속밀도 및 자계를 측정할 수 있는 센서이면 족할 것이다. 경우에 따라서는 상기 레이저 변위센서와 가우스 미터가 일체로 형성될 수도 있을 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 자기회로 측정장치의 동작을 설명하면, 크게 스테이지(100)에 자기회로(600)를 로딩시키는 단계와, 레이저 변위센서가 스테이지(100) 상에 위치하는 자기회로(600)의 위치와 크기를 실측하는 단계와, 가우스 미터(520)가 스테이지(100) 상에 위치하는 자기회로(600)의 둘레를 돌며 자속밀도와 자계를 측정하는 단계로 구분된다.

스테이지(100)에 자기회로(600)를 로딩시키는 단계는, 상기 자기회로(600)가 고정 블록(120)에 놓이게 될 때 자기회로(600)가 소정의 위치에 정렬될 수 있도록 고정 블록(120)에 설치된 위치조절 블록(130)을 Y축 방향으로 이동시켜 설정된 계측 눈금(124)과 위치조절 블록(130)의 수직부(134)를 일치시킨 후 위치조절 블록(130)이 움직이지 않도록 고정시킨다.

그리고 자기회로(600)를 천장 크레인 또는 스텍커와 같은 중량물 운반유닛(미도시)으로 스테이지(100)의 고정 블록(120) 상면에 위치시키는데, 이때 상기 자기회로(600)의 측면을 위치조절 블록(130)의 수직부(134)에 밀착시켜 자기회로(600)를 고정 블록(130)의 소정 위치에 정렬시키게 된다.

자기회로(600)를 스테이지(100)에 로딩시킨 후에는 측정부(500)가 스테이 지(100) 상에서 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 스테이지(100)에 로딩된 자기회로(600)의 위치 및 크기를 실측하고, 실측된 데이터를 토대로 자기회로(600)에서 발생하는 자속밀도 및 자계를 측정하고 측정된 결과를 출력하게 된다.

스테이지(100) 상에 위치하는 자기회로(600)의 위치와 크기를 실측하는 단계는, 상기 스테이지(100) 상에 로딩된 자기회로(600)의 위치 및 크기를 실측하기 위해 수평수직이동부(700)는 측정부(500)의 레이저 변위센서에서 발사된 레이저빔 포인트가 자기회로(600)의 원점에 위치할 수 있도록 X축 방향과 Y축 방향으로 이동하게 된다. 여기서 자기회로의 원점이라 함은 레이저 변위센서나 가우스 미터(520)가 자기회로(600)를 측정하기 위한 출발점이다.

즉, 갠트리(210)를 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 수평 이동시키기 위해 리니어 구동 유닛(220)이 작동하게 되는 바, 상기 갠트리(210)를 지지하는 X축 이동블록(224)이 스테이지(100) 상에서 X축 방향으로 설치된 제 1 가이드 레일(222)을 따라 소정 거리만큼 갠트리(210)를 수평 이동시켜 측정부(500)의 레이저 변위센서의 포인트를 자기회로(600)의 원점으로부터 X축 방향으로 접근시킨다.

상기와 같은 상태에서, 갠트리(210)에 설치된 Y축 이동유닛(300)이 작동하여 레이저 변위센서의 포인트를 Y축 방향으로 접근시켜 자기회로(600)의 원점과 레이저 변위센서의 포인트를 일치시키는데, 이를 위해 제 1 회전 구동부(310)의 제 1 서버 모터(314)가 회전하여 제 1 스크류 축(312)을 회전시킨다.

상기 제 1 스크류 축(312)이 회전되면 상기 제 1 스크류 축(312)과 치합되고 갠트리(210)의 수평보(214)에 형성된 제 2 가이드 레일(330)에 취부된 Y축 이동블 록(320)이 레이저 변위센서를 Y축 방향으로 수평 이동시켜 자기회로(600)의 원점과 레이저 변위센서의 포인트를 일치시킨다.

상기와 같이 자기회로(600)의 원점과 레이저 변위센서의 포인트가 일치되면, Y축 이동블록(320)에 설치된 Z축 이동유닛(400)이 작동하여 레이저 변위센서가 자기회로(600)의 상면으로부터 소정 높이에 위치될 수 있도록 작동하게 되는 바, 제 2 회전 구동부(410)의 제 2 서버 모터(414)가 회전하여 제 2 스크류 축(412)을 회전시킨다.

상기 제 2 스크류 축(412)이 회전되면 상기 제 2 스크류 축(412)과 치합되고, 제 2 가이드 레일(330)과 직교하도록 Y축 이동블록(320)에 고정된 제 3 가이드 레일(420)에 취부된 Z축 이동블록(430)이 레이저 변위센서를 Z축 방향으로 수직 이동시켜 레이저 변위센서를 소정의 높이에 위치시킨다.

상기와 같이 레이저 변위센서가 자기회로(600)의 원점을 찾으면, 상기 레이저 변위센서는 자기회로(600)의 폭과 높이 등과 같은 자기회로(600)의 크기를 실측하기 위해 수평수직이동부(700)가 레이저 변위센서를 스테이지(100) 상에서 X,Y축 방향으로 반복적으로 수평 이동시키는데 이러한 레이저 변위센서의 X,Y축 방향 이동은 레이저 변위센서의 포인트가 자기회로(600)의 종점에 일치할 때까지 반복된다.

상기와 같이 측정부(500)의 레이저 변위센서에 의해 스테이지(100) 상에 로딩된 자기회로(600)의 위치 및 크기가 실측되면, 가우스 미터(520)가 자기회로(600)의 둘레를 돌며 자속밀도와 자계를 측정하게 된다.

상기 자기회로(600)의 자속밀도와 자계를 측정하는 단계는, 자기회로 실측단계에서 구해진 자기회로(600)의 원점에 가우스 미터(520)의 프로브(521)가 위치할 수 있도록 수평수직이동부(700)가 가우스 미터(520)를 X축 방향과 Y축 방향으로 이동시킨다.

그리고, 상기 가우스 미터(520)의 프로브(521)가 자기회로(600)의 원점에 위치하면 실측된 자기회로(600)의 둘레를 가우스 미터(520)가 돌면서 자기회로(600)의 자속밀도와 자계를 측정할 수 있도록 상기 수평수직이동부(700)가 측정부(500)의 가우스 미터(520)를 X축 방향과 Y축 방향으로 이동시키고, 가우스 미터(520)에서 측정된 자속밀도와 자계의 데이터는 레이저 변위센서에서 실측된 데이터와 연계하여 측정자에게 시각적으로 출력된다. 예를 들어, 상기 자기회로 측정장치에서 측정된 결과는 그래프 또는 자기회로의 3D 그래픽 상에 자속밀도와 자계가 동시에 표시될 수 있다.

이때 상기 가우스 미터(520)의 프로브(521)가 자기회로(600)의 측정면과 직각 배치되지 않아 자속밀도와 자계의 측정이 불가하면 회전 모터(910)를 작동시켜 가우스 미터(520)를 회전시킴에 따라 자기회로(600)의 측정면에 대한 프로브(521)의 배치가 조정되어 자기회로(600)의 자속밀도와 자계를 측정 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

예를 들어, 상기 측정부의 레이저 변위센서 및 가우스 미터는 스테이지 상에 로딩된 자기회로의 전구간을 돌며 측정할 수도 있고, 미리 설정된 구간만을 측정할 수도 있을 것이다.

또한 경우에 따라서는, 스테이지 상에 복수의 자기회로가 로딩되고, 각각의 자기회로에 대한 위치 및 크기를 레이저 변위센서가 실측하고, 실측된 데이터를 토대로 각각의 자속밀도 및 자계를 측정할 수도 있을 것이다.

그리고, 스테이지 상에 로딩된 자기회로의 실측 데이터와 자속밀도 및 자계의 데이터를 기본 데이터와 비교하고, 그 비교 데이터를 통해 측정된 자기회로의 이상 유무를 파악할 수도 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치의 요부를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 좌측면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 자기회로 측정장치를 나타낸 평면도이다.

도 6a 및 6b는 도 4에 표시된 A부의 확대도로, Z축 이동유닛에 설치된 측정부를 나타낸 정면도 및 측면도이다.

도 7은 도 4에 표시된 B부의 부분단면 확대도로, 리니어 구동부를 나타낸다.

도 8은 도 3에 표시된 C부 확대도로, Y축 이동유닛과 Z축 이동유닛의 조립상태를 나타낸다.

도 9는 Z축 이동유닛에 설치된 측정부의 다른 실시예을 나타낸 측면도이다.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스테이지 110 : 정반

120 : 고정 블록 130 : 위치조절 블록

200 : X축 이동유닛 210 : 갠트리

220 : 리니어 구동유닛 222 : 제 1 가이드 레일

224 : X축 이동블록 300 : Y축 이동유닛

310 : 제 1 회전 구동부 320 : Y축 이동블록

330 : 제 2 가이드 레일 400 : Z축 이동유닛

410 : 제 2 회전 구동부 420 : 제 3 가이드 레일

430 : Z축 이동블록 500 : 측정부

510 : 케이스 520 : 가우스 미터

600 : 자기회로 700 : 수평수직이동부

800: 승하강 수단 900: 회전 수단

910: 회전 모터 920: 회전축

921: 구동기어 923: 피동기어

Claims (7)

1. 자기회로가 위치하는 스테이지와,

   상기 스테이지 상에 설치되고 스테이지 상에서 X,Y,Z축 방향으로 이동하는 수평수직이동부와,

   상기 수평수직이동부에 설치되고, 상기 자기회로의 자속 밀도 및 자속을 측정하는 가우스 미터를 포함하고,

   상기 가우스 미터는 회전 수단에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가우스 미터는 프로브 홀더에 둘러싸여서 일체로 회전되고,

   상기 회전 수단은 상기 프로브 홀더를 회전시키는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 회전 수단은 회전모터를 포함하고,

   상기 프로브 홀더는 상기 회전모터의 회전축에 연동되어 회전되는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 프로브 홀더의 외주연에는 상기 회전모터의 회전력을 전달하는 접촉부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전모터의 회전축에는 구동기어가 설치되고,

   상기 접촉부는 상기 구동기어에 치합되는 피동기어인 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전모터의 회전축에는 구동폴리가 설치되고,

   상기 접촉부는 상기 구동폴리와 벨트로 연결되는 피동폴리인 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가우스 미터는 자기회로에서 X,Y,Z의 백터방향으로 발생하는 자속밀도 및 자계를 측정하는 3축 가우스 미터인 것을 특징으로 하는 자기회로 측정장치.

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