KR20090125509A - 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더 - Google Patents

반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시예는 반도체형 샘플의 특성 측정을 위한 샘플홀더에 있어서, PCB와, PCB에 수직으로 고정되는 적어도 하나의 가이드핀과, 가이드핀에 일단이 결합되고 타단은 샘플의 일측에 접촉되는 적어도 하나의 클립을 포함하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더를 제공한다.
반도체, 샘플, 측정장치, 샘플홀더, PCB, 가이드핀, 클립

Description

반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더{SAMPLE HOLDER FOR SEMICONDUCTOR SAMPLE OF MEASURING APPARATUS}
본 발명은 샘플홀더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체형 샘플의 특성을 측정하는 측정장치에 있어서, 반도체형 샘플을 고정하는 샘플홀더에 관한 것이다.
반도체형 샘플의 특성을 측정하고자 할 때, 측정장치의 일측에는 샘플홀더가 구비되어 측정작업이 진행되는 동안 샘플의 유동을 방지하게 된다.
여기서, 반도체형 샘플 측정장치에는 어떠한 특성의 측정을 목적으로 하는가에 따라 여러 가지 종류로 나누어지며, 예를 들어 홀 효과 측정장치도 그 중 하나에 속한다.
일반적으로 홀 소자는 홀 효과를 이용하여 자계나 전류의 측정 검출이나 연 산을 실시하기 위한 소자로서, 홀 정수가 크고 온도 계수가 작은 게르마늄, 인듐과 안티몬의 화합물(InSb) 및 갈륨과 비소의 화합물(GaAs) 등을 사용하여 두께가 얇은 판상으로 제조된 것이다.
홀 소자의 홀 효과는 도체 또는 반도체를 통해 흐르는 전류의 방향에 대하여 직각 방향의 성분을 가진 자기장 속에 위치시키고, 전류와 자기장에 직각 방향으로 발생되는 전위차(홀 전압)에 의해 전류가 흐르는 현상으로서 홀 전압은 도체(또는 반도체)내의 캐리어(전자 또는 정공)밀도가 자계에 의해 편이되면서 발생하는 것이다.
이러한 홀 소자의 홀 효과를 측정할 때, 홀 소자 등의 샘플을 고정하기 위해 샘플홀더가 사용되는데, 종래의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이, 샘플홀더(10) 본체인 PCB(Print Circuit Board)(20) 상에 샘플(40)을 접착하고, 샘플(40)과 PCB(20)의 인쇄회로를 연결하는 미세한 연결선(30)을 각각 샘플(40)과 PCB(20)에 납땜함으로써, 샘플(40)을 샘플 홀더(10)에 고정하였다.
그런데, 이 경우 샘플의 장착과 연결선의 납땜 및 샘플의 교체에 시간과 노력이 많이 소요되는 불편함이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예는 반도체형 샘플의 특성 측정을 위한 샘플홀더에 있어서, PCB와, PCB에 수직으로 고정되는 적어도 하나의 가이드핀과, 가이드핀에 일단이 결합되고 타단은 샘플의 일측에 접촉되는 적어도 하나의 클립을 포함하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더와 관련된다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 반도체형 샘플의 특성 측정을 위한 샘플홀더에 있어서, PCB와, PCB에 수직으로 고정되는 적어도 하나의 가이드핀과, 가이드핀에 일단이 결합되고 타단은 샘플의 일측에 접촉되는 적어도 하나의 클립을 포함하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 가이드핀의 상단에 스토퍼가 돌출 형성되고 외주면에 코일스프링이 개재되되, 코일스프링의 일단은 스토퍼의 하측에 지지되고 타단은 클립의 상측에 지지된다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 클립은, 가이드핀에 일단이 결합되고 길이방향으로 가이드홈이 형성되는 지지부와, 지지부의 타단에서 상향으로 절곡 형성되는 절곡부와, 절곡부의 상단에서 지지부와 반대방향으로 절곡 형성되는 머리부와, 머리부의 저면에서 하향으로 돌출 형성되고 샘플의 상측에 접촉되는 프로브를 포함하 고, 가이드핀은 가이드홈을 관통하여 PCB에 고정되되, 클립이 가이드홈에 의해 전후진하거나 가이드핀을 중심으로 회전할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 클립은, 일단이 가이드핀에 결합되고 타단은 하향으로 비스듬하게 절곡되어 샘플의 상측에 접촉될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 클립은, 일단이 가이드핀에 결합되고 타단의 저면에는 프로브가 하향으로 돌출 형성되어 프로브가 샘플의 상측에 접촉될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, PCB 내부에 열선과 저항체 둘 중 적어도 하나가 삽입되어 PCB의 온도조절이 가능하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, PCB의 일측에 잠열체가 부착되어 PCB가 균일한 온도를 유지할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더에 의하면, 샘플의 장착과 교체가 용이하고 측정작업중 온도조절이 가능하다는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 종래 홀 효과 측정장치에서 사용되는 샘플홀더의 평면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 평면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 측면도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가이드핀과 클립을 도시한 측면도, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 가이드핀과 클립을 도시한 측면도, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 가이드핀과 클립을 도시한 측면도이다.
이하, 반도체 특성 측정장치의 일 예로서 홀 효과 측정장치의 예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더에 대해 설명하기로 한다.
아래에서는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더가 홀 효과 측정장치에 적용되는 경우에 대해 설명하지만, 본 발명인 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더는, 다양한 종류의 반도체 특성 측정장치에서 측정대상인 샘플을 고정 또는 지지하기 위해 사용될 수 있음을 다시 한번 밝혀둔다.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더(100)는 도 2 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 크게 몸체 역할을 하는 PCB(200)와, PCB(200)상에 장착되는 고정수단(300)으로 나뉘어지는데, 이때 고정수단(300)은 홀 효과를 측정할 샘플(400)이 측정작업중에 유동하지 않게끔 지지하는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, PCB(200)는 샘플홀더(100)의 몸체 역할을 하 는 것으로, 일측에는 홀 효과 측정장치의 입력단자(미도시) 또는 출력단자(미도시)와 선택적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 단자(210)가 형성되고, 측정작업 동안에 PCB(200)가 일정온도를 유지하도록 하기 위해, PCB(200) 내에 열선(미도시) 또는 저항체(미도시)가 삽입되거나, PCB(200)의 일측에 잠열체(미도시)가 부착될 수 있다.
또한, 고정수단(300)은 적어도 하나 이상의 가이드핀(310)과 클립(320)을 포함하며, 가이드핀(310)과 클립(320)은 PCB(200) 상에 장착되는 샘플(400)의 둘레를 따라 설치되는데, 도 2 내지 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따라 샘플(400)의 둘레를 따라 4개의 가이드핀(310)과 4개의 클립(320)이 설치된 모습을 도시하고 있으며, 샘플(400)의 크기 등 측정조건과 사용자의 필요에 따라, 가이드핀(310)과 클립(320)의 갯수 및 설치위치를 적절히 선택할 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 가이드핀(310)과 클립(320)이 각각 4개씩 설치된 실시예에 대해 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.
가이드핀(310)은 PCB(200)에 수직으로 고정되어 샘플(400)이 장착될 위치를 가이드함과 동시에, 후술하는 클립(320)의 일측에 관통결합되어 클립(320)이 가이드핀(310)에 대하여 전후진과 회전이 가능하게끔 하는 역할을 한다.
이때, 가이드핀(310)의 상단에는 환형의 스토퍼(311)가 돌출 형성되고, 가이드핀(310)의 외주면에는 코일스프링(312)이 개재되는데, 스토퍼(311)는 코일스프 링(312) 또는 후술하는 클립(320)이 가이드핀(310)을 이탈하지 못하게 하는 역할을 한다.
클립(320)은 폭보다 길이가 긴 직사각형 부재로서, PCB(200) 상에 지지되는 지지부(321)와, 지지부(321)의 일단에서 수직상향으로 절곡 형성되는 절곡부(322)와, 절곡부(322)의 상단에서 지지부(321)에 대해 반대방향으로 수평하게 절곡 형성되는 머리부(323)를 포함하여 이루어지며, 머리부(323)의 저면에서 프로브(probe)(324)가 하향으로 돌출 형성되어 샘플(400)의 상측에 프로브(324)의 하단이 접촉(ohmic contact)하게 된다.
또한, 클립(320)의 지지부(321)에는 길이방향으로 가이드홈(321a)이 형성되고, 가이드핀(310)은 이 가이드홈(321a)을 관통하여 PCB(200) 상에 고정되는 것이 바람직하다.
이때, 가이드핀(310)의 직경보다 가이드홈(321a)의 폭을 조금 더 넓게 형성시키는 것이 바람직한데, 이에 따라 가이드핀(310)이 PCB(200) 상에 고정된 상태에서, 클립(320)이 가이드홈(321a)을 통해 가이드핀(310)에 대하여 전후진하거나, 가이드핀(310)을 중심으로 회전할 수 있으므로, 샘플(400)의 일측에 밀착되어 샘플(400)을 견고하게 지지할 수 있게 된다.
아울러, 가이드핀(310)에는 클립(320)의 이동이 용이하도록 하기 위해 원형링(313,314)이 끼워지는데, 이 원형링(313,314)은 코일스프링(312)과 클립(320) 사 이, 클립(320)과 PCB(200) 사이 중 적어도 어느 하나에 위치하게끔 끼워지는 것이 바람직하다.
한편, 클립(320)이 샘플(400)의 상측으로 탄성 지지되도록, 코일스프링(312)의 일단은 스토퍼(311)의 저면에 지지되고 타단은 클립(320)의 상측면에 지지되며, 코일스프링(312)과 클립(320) 사이에 원형링(313)이 끼워진 경우에는 코일스프링(312)의 타단이 이 원형링(313)의 상측면에 지지되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더(100)는 다음과 같이 사용된다.
우선, 샘플(400)을 PCB(200)에 장착하기 위해, 네 개의 클립(320)을 후진시켜 샘플(400)을 장착할 공간을 확보한다.
다음, 가이드핀(310)으로 둘러싸인 샘플(400) 장착 공간의 적절한 위치에 샘플(400)을 장착하고, 클립(320)을 다시 전진시켜 샘플(400)의 상측면에 각 클립(320)의 프로브(324)가 접촉되게끔 하면, 코일스프링(312)에 의해 클립(320)이 샘플(400) 쪽으로 탄성 지지되어 샘플(400)이 견고하게 장착상태를 유지하게 된다. 이때, 접착제 등에 의해 샘플(400)을 PCB(200)에 부착함으로써 더욱 견고하게 장착하는 것도 물론 가능하다.
샘플(400)의 교체시에는 클립(320)을 후진시키고 샘플(400)을 교체 후 다시 클립(320)을 전진시킴으로써 간단하게 교체작업을 완료할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더(100)는, 클립(320)의 이동이 자유롭고 샘플(400)이 코일스프링(312)에 의해 탄성 지지됨으로써, 샘플(400)을 PCB(200)에 용이하게 장착 및 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 샘플(400)의 견고한 장착상태가 유지될 수 있는 것이다.
또한, 측정작업중 PCB(200) 내부에 삽입된 열선 및 저항체에 전원을 인가함으로써 사용자의 필요에 따라 적절하게 PCB(200)의 온도를 조절할 수 있으며, PCB(200)의 일측에 잠열체를 부착하여 적정온도를 유지하게끔 할 수도 있다.
이때, 필요한 경우에는 잠열체에 세라믹히터(미도시)를 연결하여 사용하는 것도 가능하다.
아울러, 홀 효과 측정시에는 가이드핀(310)과 클립(320), 코일스프링(312), 및 원형링(313,314)은 비자성체를 사용함으로써, 측정장치에 자석이 구비되는 경우에도 이에 영향받지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예로서, 가이드핀(310)의 하단에 하단스토퍼(315)가 결합되어 클립(320)이 PCB(20)로부터 상측으로 소정 거리 이격하여 위치하게 되는 모습을 도시하였으며 이에 따라, 샘플(40)의 두께가 두꺼운 경우에도 샘플홀더로서의 기능을 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 6과 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예가 각각 도시되었다.
도 6에 도시된 바와 같이 클립의 다른 실시예로서, 일단이 가이드핀(310)에 결합되고 타단은 비스듬하게 외측으로 하향 절곡되어 샘플(400)의 상측에 접촉하게끔 직사각형 부재로 클립(320')이 형성될 수 있다.
또한, 클립의 또 다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 직사각형 부재의 일단이 가이드핀(310)에 결합되고 타단의 저면에는 프로브(324)가 하향으로 돌출 형성되어, 샘플(400)의 상측에 프로브(324)가 접촉되게끔 클립(320")을 형성하는 것도 가능하다.
도 6과 도 7에 도시된 클립(320',320")의 실시예에 있어서도 도 5의 하단스토퍼(315)가 결합된 가이드핀(310)의 적용이 가능함은 물론이다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 종래 홀 효과 측정장치에서 사용되는 샘플홀더의 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더의 측면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드핀을 도시한 측면도.
도 6과 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클립을 각각 도시한 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더
200 : PCB 300 : 고정수단
310 : 가이드핀 312 : 코일스프링
320, 320', 320" : 클립 321 : 지지부
322 : 절곡부 323 : 머리부
324 : 프로브 400 : 샘플

Claims (7)

  1. 반도체형 샘플의 특성 측정을 위한 샘플홀더에 있어서,
    PCB와, 상기 PCB에 수직으로 고정되는 적어도 하나의 가이드핀과, 상기 가이드핀에 일단이 결합되고 타단은 상기 샘플의 일측에 접촉되는 적어도 하나의 클립을 포함하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드핀의 상단에 스토퍼가 돌출 형성되고 외주면에 코일스프링이 개재되되, 상기 코일스프링의 일단은 상기 스토퍼의 하측에 지지되고 타단은 상기 클립의 상측에 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.008.05.26
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 클립은, 상기 가이드핀에 일단이 결합되고 길이방향으로 가이드홈이 형성되는 지지부와, 상기 지지부의 타단에서 상향으로 절곡 형성되는 절곡부와, 상기 절곡부의 상단에서 상기 지지부와 반대방향으로 절곡 형성되는 머리부와, 상기 머 리부의 저면에서 하향으로 돌출 형성되고 상기 샘플의 상측에 접촉되는 프로브를 포함하고, 상기 가이드핀은 상기 가이드홈을 관통하여 상기 PCB에 고정되되, 상기 클립이 상기 가이드홈에 의해 전후진하거나 상기 가이드핀을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 클립은, 일단이 상기 가이드핀에 결합되고 타단은 하향으로 비스듬하게 절곡되어 상기 샘플의 상측에 접촉되는 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 클립은, 일단이 상기 가이드핀에 결합되고 타단의 저면에는 프로브가 하향으로 돌출 형성되어 상기 프로브가 상기 샘플의 상측에 접촉되는 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 PCB 내부에 열선과 저항체 둘 중 적어도 하나가 삽입되어 PCB의 온도조 절이 가능한 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 PCB의 일측에 잠열체가 부착되어 상기 PCB가 균일한 온도를 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체형 샘플 측정장치의 샘플홀더.
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