KR20220031193A - The cathode storage device and cahtode transfering system comprising same - Google Patents

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KR20220031193A
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이상훈
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Abstract

The present invention relates to a cathode device and a cathode exchange system including the same. The cathode device comprises: a main body in which multiple through-holes to which cathodes are fixed are formed in a longitudinal direction, the through-holes passing through the main body in a thickness direction; and a first fixing device and a second fixing device are respectively disposed in upper and lower fixing grooves formed in the upper and lower portions of the through-holes, wherein the first fixing device and the second fixing device may include a first rotating ball and a second rotating ball to reduce friction with the cathodes inserted into or separated from the through-holes. The cathode storage device and the cathode exchange system according to an embodiment of the present invention enable the cathodes to be easily removed from or inserted into the cathode storage device without friction even when a spring of the storage device expands due to heat generated from a cathode of an ion source.

Description

캐소드 저장기 및 이를 포함하는 캐소드 교환 시스템{THE CATHODE STORAGE DEVICE AND CAHTODE TRANSFERING SYSTEM COMPRISING SAME}CATHODE STORAGE DEVICE AND CAHTODE TRANSFERING SYSTEM COMPRISING SAME

본 발명은, 캐소드 저장기 및 이를 포함하는 캐소드 교환 시스템에 관한것이고, 보다 구체적으로, 캐소드를 고정시켜주는 캐소드 저장기의 스프링이 열팽창하더라도 캐소드가 캐소드 저장기에 걸리지 않도록 캐소드를 고정시켜주는 회전볼을 포함하는 캐소드 저장기 및 이를 포함하는 캐소드 교환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode reservoir and a cathode exchange system including the same, and more specifically, a rotating ball for fixing the cathode so that the cathode is not caught in the cathode reservoir even if the spring of the cathode reservoir fixing the cathode is thermally expanded It relates to a cathode reservoir comprising the same and a cathode exchange system comprising the same.

가속기기반질량분석시스템(AMS, Accelerator Mass Spectrometry)은 시료내에 존재하는 탄소-14(14C)를 측정하기 위해 개발된 시스템이다.Accelerator Mass Spectrometry (AMS) is a system developed to measure carbon-14 (14C) present in a sample.

이 시스템은 이온원을 통해 캐소드 내의 시료를 이온원으로 변환한다. AMS에서 사용되는 이온원은 세슘 스퍼터링 이온원(Cesium Sputtering Ion Source)으로, 이 이온원은 세슘을 캐소드와 충돌시켜 캐소드의 표면에서 발생하는 이온을 이온원 내의 전기장을 통해 이온빔을 생성하는 원리로 작동한다.The system converts the sample in the cathode into an ion source through an ion source. The ion source used in AMS is a Cesium Sputtering Ion Source. This ion source collides with the cathode to generate ions from the surface of the cathode to generate an ion beam through an electric field in the ion source. do.

현재의 AMS는 진공상태의 이온원에 캐소드를 삽입하여 측정을 완료한 후 진공상태에서 다른 캐소드로 교체하는 방식을 사용하여 다수의 캐소드를 한 번에 측정한다. 캐소드를 저장하는 부품을 캐소드 저장기라고 하며, 이온원에서 세슘과 충돌하며 측정이 완료된 캐소드는 열이 발생한 상태로 캐소드 저장기에 들어가게 된다. 이때, 캐소드 저장기에서는 캐소드에서 발산된 열로 인해 캐소드 저장기 내의 캐소드를 고정하는 스프링이 팽창하여, 다음 캐소드의 측정 순서가 되었을 때 캐소드와 캐소드 고정부의 마찰이 심해져 캐소드 저장기에서 캐소드가 분리되지 못하는 상황이 발생하는 문제가 발생하고 있다.The current AMS measures multiple cathodes at once by inserting a cathode into an ion source in a vacuum state and replacing it with another cathode in a vacuum state after completing the measurement. The part that stores the cathode is called a cathode reservoir, and the cathode collides with cesium in the ion source and the measurement is completed, and the cathode enters the cathode reservoir in a state where heat is generated. At this time, in the cathode reservoir, due to the heat emitted from the cathode, the spring fixing the cathode in the cathode reservoir expands, and when the next cathode measurement sequence comes, the friction between the cathode and the cathode fixing part increases, so that the cathode is not separated from the cathode reservoir. There are problems that can't happen.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 캐소드에서 발생하는 열로 인해 캐소드 저장기에 걸리는 문제를 해결할 수 있는 캐소드 저장기 및 이를 포함하는 캐소드 교환 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve this problem, and the problem to be solved by the present invention is to provide a cathode reservoir capable of solving the problem of being caught in the cathode reservoir due to heat generated from the cathode, and a cathode exchange system including the same. .

본 발명의 일 실시 예에 의한 캐소드 장치는, 캐소드가 고정되는 관통홀이 길이방향으로 복수개 형성되며, 상기 관통홀이 두께 방향으로 관통되도록 형성된 본체, 상기 관통홀의 상부 및 하부에 형성되는 상부 및 하부 고정홈에 각각 배치되는 제1 고정장치 및 제2 고정장치를 포함할 수 있다.In the cathode device according to an embodiment of the present invention, a plurality of through-holes to which the cathode is fixed are formed in the longitudinal direction, the body formed so that the through-holes are penetrated in the thickness direction, and upper and lower portions formed in upper and lower portions of the through-holes. It may include a first fixing device and a second fixing device respectively disposed in the fixing groove.

한편, 상기 제1 고정장치 및 상기 제2 고정장치는, 상기 관통홀에 삽입 또는 분리되는 캐소드와의 마찰을 줄이기 위하여 제1 회전볼 및 제2 회전볼을 포함할 수 있다. Meanwhile, the first fixing device and the second fixing device may include a first rotating ball and a second rotating ball in order to reduce friction with the cathode inserted or separated from the through hole.

상기 제1 고정장치는 상기 상부 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 제1 스프링 및 상기 제1 스프링 하부에 배치되어 상기 제1 회전볼을 고정하는 제1 회전볼고정부를 포함하고, 상기 제1 회전볼고정부는 상기 제1 회전볼을 상기 캐소드의 움직임에 따라 회전할 수 있도록 고정하며, 상기 제1 회전볼 고정부 및 상기 제1 스프링은 상기 제1 회전볼이 상기 캐소드를 고정할 수 있도록 상기 관통홀을 향해 돌출되어 배치될 수 있다.The first fixing device includes a first spring disposed inside the upper fixing groove to provide an elastic force toward the through hole, and a first rotation ball fixing part disposed under the first spring to fix the first rotation ball, , The first rotating ball fixing part fixes the first rotating ball to be rotated according to the movement of the cathode, and the first rotating ball fixing part and the first spring fix the first rotating ball to the cathode It may be disposed to protrude toward the through-hole so as to be able to do so.

상기 제2 고정장치는 상기 하부 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 제2 스프링 및 상기 제2 스프링 상부에 배치되어 상기 제2 회전볼을 고정하는 제2 회전볼고정부를 포함하고, 상기 제2 회전볼고정부는 상기 제2 회전볼을 상기 캐소드의 움직임에 따라 회전할 수 있도록 고정하며, 상기 제2 회전볼 고정부 및 상기 제2 스프링은 상기 제2 회전볼이 상기 캐소드를 고정할 수 있도록 상기 관통홀을 향해 돌출되어 배치될 수 있다.The second fixing device includes a second spring disposed inside the lower fixing groove to provide an elastic force toward the through hole, and a second rotation ball fixing part disposed on the second spring to fix the second rotation ball, and , The second rotating ball fixing part fixes the second rotating ball to be rotated according to the movement of the cathode, and the second rotating ball fixing part and the second spring fix the second rotating ball to the cathode It may be disposed to protrude toward the through-hole so as to be able to do so.

본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 교환 시스템은, 캐소드가 삽입되는 삽입부를 포함하는 이온원, 상기 이온원의 캐소드 삽입부와 연결되어 진공 상태를 유지하는 진공챔버, 상기 진공챔버에 삽입되며, 다수개의 캐소드를 홀딩하는 캐소드 저장기 및 상기 진공챔버에 장착되고, 상기 캐소드 저장기로부터 캐소드를 분리시켜 상기 분리된 캐소드를 상기 이온원에 삽입하거나 또는 상기 이온원으로부터 캐소드를 분리시켜는 상기 분리된 캐소드를 상기 캐소드 저장기에 삽입하는 암(arm)을 포함할 수 있다.Cathode exchange system according to an embodiment of the present invention, an ion source including an insertion portion into which a cathode is inserted, a vacuum chamber connected to the cathode insertion portion of the ion source to maintain a vacuum state, is inserted into the vacuum chamber, a plurality of The separated cathode is mounted in the vacuum chamber and a cathode reservoir holding the cathodes, and separates the cathode from the cathode reservoir to insert the separated cathode into the ion source or to separate the cathode from the ion source may include an arm for inserting into the cathode reservoir.

한편, 상기 캐소드 저장기는 삽입 또는 분리되는 캐소드와의 마찰을 줄이기 위하여 복수의 회전볼을 포함할 수 있다. Meanwhile, the cathode reservoir may include a plurality of rotating balls to reduce friction with the inserted or separated cathode.

상기 캐소드 저장기는, 캐소드가 고정되는 관통홀이 길이방향으로 복수개 형성되며, 상기 관통홀이 두께 방향으로 관통되도록 형성된 본체, 상기 관통홀 내벽에 형성되는 복수의 고정홈, 상기 고정홈에 각각 배치되는 고정장치를 포함할 수 있다.In the cathode storage, a plurality of through-holes to which the cathode is fixed are formed in the longitudinal direction, the main body formed so that the through-holes are penetrated in the thickness direction, a plurality of fixing grooves formed in the inner wall of the through-holes, and the fixing grooves, respectively. It may include a fixing device.

상기 고정장치는, 상기 고정홈에 돌출되게 삽입되어 상기 캐소드를 고정하는 상기 회전볼, 상기 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 스프링 및 상기 회전볼을 고정하고, 상기 회전볼에 상기 스프링의 탄성력을 전달하도록, 상기 회전볼과 상기 관통홀 사이에 배치되는 회전볼 고정부를 포함할 수 있다.The fixing device is inserted to protrude into the fixing groove to fix the rotation ball for fixing the cathode, a spring disposed inside the fixing groove to provide an elastic force toward the through hole, and the rotation ball, and to the rotation ball To transmit the elastic force of the spring, it may include a rotating ball fixing portion disposed between the rotating ball and the through hole.

상기 회전볼 고정부는, 상기 암이 상기 관통홀에 삽입되어 있는 캐소드를 밀어내어 분리하거나, 상기 이온원에 삽입되어 있는 캐소드를 끌어당겨 상기 관통홀에 삽입할 때, 상기 캐소드가 움직이는 방향에 대응하여 상기 회전볼이 회전하도록 상기 회전볼을 고정할 수 있다. The rotating ball fixing unit may include, when the arm pushes out and separates the cathode inserted into the through hole, or pulls the cathode inserted into the ion source and inserts it into the through hole, corresponding to the direction in which the cathode moves The rotating ball may be fixed so that the rotating ball rotates.

본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 저장기 및 캐소드 교환 시스템은 캐소드에서 발생하는 열로 인해 저장기의 스프링이 팽창하더라도, 마찰 없이 캐소드를 저장기에 용이하게 분리 또는 삽입할 수 있다.In the cathode reservoir and cathode exchange system according to an embodiment of the present invention, even if the spring of the reservoir expands due to heat generated from the cathode, the cathode can be easily separated or inserted into the reservoir without friction.

도 1은 가속기기반질량분석시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 교환 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 캐소드 저장기를 정면에서 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3의 A를 확대한 확대도이다.
도 5는 도 3의 A를 도시한 측면도이다.
도 6은 종래기술에 따른 캐소드 교환 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 교환 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 캐소드 교환 방법을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an accelerator-based mass spectrometry system.
2 is a diagram illustrating a cathode exchange system according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing the cathode reservoir of FIG. 2 from the front.
4 is an enlarged view of A of FIG. 3 .
5 is a side view illustrating A of FIG. 3 .
6 is a view showing a cathode exchange method according to the prior art.
7 is a diagram illustrating a cathode exchange method according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a cathode exchange method.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment in which a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention will be described in detail. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 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.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on a preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numbers to the components of the drawings For the components, even if they are on different drawings, the same reference numbers are given, and it is noted in advance that the components of other drawings can be cited when necessary in the description of the drawings. 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.

아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when it is determined that detailed descriptions of well-known functions or configurations related to the present invention and other matters may unnecessarily obscure the gist of the present invention in explaining the operating principle of the preferred embodiment of the present invention in detail, A detailed description thereof will be omitted.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' with another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element interposed therebetween. include In addition, 'including' a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Also, 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 may be used 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, a second component may also be referred to as a first component.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present invention 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 the presence of an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless specifically defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to have meanings consistent with the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. .

앞서, 설명한 바와 같이, 가속기기반질량분석시스템(AMS, Accelerator Mass Spectrometry)은 시료내에 존재하는 탄소-14(14C)를 측정하기 위해 개발된 시스템이다.As described above, the accelerator-based mass spectrometry system (AMS, Accelerator Mass Spectrometry) is a system developed to measure carbon-14 ( 14 C) present in a sample.

이 시스템은 이온원을 통해 캐소드 내의 시료를 이온빔으로 변환한다. AMS에서 사용되는 이온원은 세슘 스퍼터링 이온원(Cesium Sputtering Ion Source)으로, 이 이온원은 세슘을 캐소드와 충돌시켜 캐소드의 표면에서 발생하는 이온을 이온원 내의 전기장을 통해 이온빔을 생성하는 원리로 작동한다. The system converts the sample in the cathode into an ion beam through an ion source. The ion source used in AMS is a Cesium Sputtering Ion Source. This ion source collides with the cathode to generate ions from the surface of the cathode to generate an ion beam through an electric field in the ion source. do.

도면을 통해, 이를 좀 더 자세히 설명하도록 한다.Through the drawings, this will be described in more detail.

도 1은 가속기기반질량분석시스템을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an accelerator-based mass spectrometry system.

도 1에 도시된 바와 같이, 가속기기반질량분석시스템(1000)은, 이온빔을 추출하는 이온원(10), 상기 이온빔의 빔 경로를 조절하는 바운서(20), 상기 이온빔 으로부터 비교적 가벼운 질량의 이온빔을 분리하는 제1 질량 분석기(30), 제1 질량 분석기를 통과한 이온은 가속기(40)를 거쳐 가속이 이루어져 비교적 무거운 질량의 이온빔을 분리하는 제2 질량분석기(50)를 통해 탄소 동위체 중의 12C, 13C, 14C 로 분리된다. 이후 선별기 및 정전 분석기(60, 70) 등에 의해 14C+이온만을 선별하며 이는 방사성원소를 검출하는 검출기(80)에 의해 기록된다.1, the accelerator-based mass spectrometry system 1000 includes an ion source 10 for extracting an ion beam, a bouncer 20 for adjusting a beam path of the ion beam, and an ion beam of relatively light mass from the ion beam. 12 C in the carbon isotope through the first mass analyzer 30 to separate, the ions passing through the first mass analyzer are accelerated through the accelerator 40, and the second mass analyzer 50 to separate the ion beam of relatively heavy mass , 13 C, and 14 C. Thereafter, only 14 C + ions are selected by the selectors and electrostatic analyzers 60 and 70, and this is recorded by the detector 80 for detecting radioactive elements.

상기 이온원(10)은 상기 이온원(10)에 삽입되는 캐소드(1)에 세슘을 충돌시켜 캐소드(1)의 표면에서 발생하는 이온을 이온원(10) 내의 전기장을 통해 이온빔을 생성한다. The ion source 10 collides cesium with the cathode 1 inserted into the ion source 10 to generate ions generated on the surface of the cathode 1 through an electric field in the ion source 10 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 교환 시스템을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a cathode exchange system according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a)를 참고하면, 캐소드 교환 시스템(1000)은, 캐소드(1)가 삽입되는 삽입부를 포함하는 이온원(10), 상기 이온원(10)의 캐소드 삽입부와 연결되어 진공 상태를 유지하는 진공챔버(200), 상기 진공챔버(200)에 삽입되며, 다수개의 캐소드(1)를 홀딩하는 캐소드 저장기 및 상기 진공챔버(200)에 장착되고, 상기 캐소드 저장기로부터 캐소드(1)를 분리시켜 상기 분리된 캐소드(1)를 상기 이온원(10)에 삽입하거나 또는 상기 이온원(10)으로부터 캐소드(1)를 분리시켜는 상기 분리된 캐소드(1)를 상기 캐소드 저장기에 삽입하는 암(arm) (210)을 포함한다.Referring to FIG. 2A , the cathode exchange system 1000 is connected to an ion source 10 including an insertion portion into which the cathode 1 is inserted, and the cathode insertion portion of the ion source 10 in a vacuum state. A vacuum chamber 200 for maintaining ) and inserting the separated cathode (1) into the ion source (10) or inserting the separated cathode (1) for separating the cathode (1) from the ion source (10) into the cathode reservoir and an arm (210).

상기 진공챔버(200)는, 상기 이온원(10) 내부의 진공이 유지되며 캐소드(1)가 교환될 수 있도록 상기 캐소드 저장기와 이온원(10)을 연결시켜주는 역할을 하며, 상기 캐소드 저장기 또한 진공상태에 있을 수 있도록 할 수 있다.The vacuum chamber 200 serves to connect the cathode reservoir and the ion source 10 so that the vacuum inside the ion source 10 is maintained and the cathode 1 can be exchanged, and the cathode reservoir It can also be made to be in a vacuum state.

상기 진공챔버(200)와 상기 이온원(10)의 연결부가 도면에서 자세하게 도시되고 있지는 않으나, 상기 진공챔버(200)와 상기 이온원(10)은 내부가 진공상태로 유지될 수 있도록 형성되고 서로 연결될 수 있다.Although the connection part of the vacuum chamber 200 and the ion source 10 is not shown in detail in the drawings, the vacuum chamber 200 and the ion source 10 are formed so that the inside can be maintained in a vacuum state and mutually can be connected

다시, 도 2의 (b)를 참조하면, 상기 캐소드 저장기는, 상기 진공챔버(200)에 용이하게 삽입 또는 분리될 수 있다. 상기 진공챔버(200)는 상기 캐소드 저장기가 삽입되면, 상기 진공챔버(200) 내부를 진공 분위기로 형성할 수 있다. Again, referring to FIG. 2B , the cathode reservoir may be easily inserted into or separated from the vacuum chamber 200 . When the cathode reservoir is inserted into the vacuum chamber 200, the inside of the vacuum chamber 200 may be formed in a vacuum atmosphere.

도 3 내지 도 5를 통해 상기 캐소드 저장기에 대해 더욱 자세하게 설명하도록 한다.The cathode storage will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도 3은 도 2의 캐소드 저장기를 정면에서 도시한 정면도이고, 도 4 내지는 도 도 5는 3의 A를 확대한 확대도이다. 3 is a front view showing the cathode reservoir of FIG. 2 from the front, and FIGS. 4 to 5 are enlarged views of A of 3 .

도 3을 참조하면, 상기 캐소드 저장기는, 캐소드(1)가 고정되는 관통홀(110)이 길이방향으로 복수개 형성되며, 상기 관통홀(110)이 두께 방향으로 관통되도록 형성된 본체(100), 상기 관통홀(110)의 상부 및 하부에 형성되는 상부 및 하부 고정홈(114)에 각각 배치되는 제1 고정장치(120) 및 제2 고정장치(130)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the cathode reservoir includes a body 100 in which a plurality of through-holes 110 to which the cathode 1 is fixed are formed in the longitudinal direction, and the through-holes 110 are formed to penetrate in the thickness direction, the It includes a first fixing device 120 and a second fixing device 130 respectively disposed in the upper and lower fixing grooves 114 formed in the upper and lower portions of the through hole (110).

더욱 자세하게 설명하면, 상기 관통홀(110)은 상기 본체(100)의 두께 방향으로 관통되는 형상이며, 상기 형상은 캐소드(1)가 삽입되는 방향과 수직면인 단면형상과 대응되도록 형성되어, 캐소드(1)가 용이하게 삽입되도록 형성될 수 있다.More specifically, the through hole 110 has a shape that penetrates in the thickness direction of the body 100, and the shape is formed to correspond to a cross-sectional shape that is a plane perpendicular to the direction in which the cathode 1 is inserted, the cathode ( 1) may be formed to be easily inserted.

상기 관통홀(110)의 내부면에는, 다수의 고정홈이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 본체(100)의 하면을 하부, 상면을 상부라고 할 때, 상기 관통홀(110)의 내부가 상기 본체(100)의 상부와 가까운 면에 상부 고정홈(112)이 형성될 수 있고, 상기 관통홀(110)의 내부가 상기 본체(100)의 하부와 가까운 면에 하부 고정홈(114)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예 및 도면에서는, 상부 및 하부 고정홈(114)을 개시하고 있으나, 이 외의 관통홀(110) 내부 영역에도 고정홈이 형성될 수 있으며, 두 개 이상의 고정홈이 형성될 수 있다. A plurality of fixing grooves may be formed in the inner surface of the through hole 110 . For example, when the lower surface of the main body 100 is referred to as the lower surface and the upper surface is referred to as the upper surface, the upper fixing groove 112 is formed on a surface in which the inside of the through hole 110 is close to the upper surface of the main body 100 . In addition, a lower fixing groove 114 may be formed on a surface where the inside of the through hole 110 is close to the lower portion of the main body 100 . In one embodiment and drawings of the present invention, the upper and lower fixing grooves 114 are disclosed, but fixing grooves may be formed in other through-holes 110 inner regions, and two or more fixing grooves may be formed. there is.

도 4는 도 3의 A를 확대한 확대도이며, 도 5는 도 3의 A를 도시한 측면도이다.4 is an enlarged view of A of FIG. 3 , and FIG. 5 is a side view illustrating A of FIG. 3 .

상기 상부 고정홈(112)에는 제1 고정장치(120)가 배치될 수 있다.A first fixing device 120 may be disposed in the upper fixing groove 112 .

상기 제1 고정장치(120)는, 제1 스프링(122), 제1 회전볼고정부(124) 및 제1 회전볼을 포함할 수 있다.The first fixing device 120 may include a first spring 122 , a first rotating ball fixing unit 124 , and a first rotating ball.

상기 제1 스프링(122)은, 상기 상부 고정홈(112)의 가장 내 측에 배치되어, 상기 관통홀(110) 쪽으로 탄성력을 제공할 수 있다.The first spring 122 may be disposed on the innermost side of the upper fixing groove 112 to provide an elastic force toward the through hole 110 .

상기 제1 회전볼고정부(124)는, 상기 제1 스프링(122) 하부에 배치되어 상기 제1 회전볼을 고정한다. 본 발명의 일실시예에서 제1 회전볼고정부(124)는 제1 스프링(122) 하부에 배치된다고 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 제1 스프링(122)과 캐소드(1)에 접촉하는 제1 회전볼 사이에 배치되어, 상기 제1 회전볼에 상기 제1 스프링(122)의 탄성력을 전달시켜줄 수 있는 위치일 수 있다.The first rotating ball fixing part 124 is disposed under the first spring 122 to fix the first rotating ball. In an embodiment of the present invention, it has been described that the first rotating ball fixing part 124 is disposed under the first spring 122, but it is not limited thereto. It may be disposed between the first rotation balls, and may be at a position capable of transmitting the elastic force of the first spring 122 to the first rotation balls.

상기 제1 회전볼고정부(124)는, 상기 제1 회전볼이 자유롭게 회전할 수 있도록, 상기 제1 회전볼을 고정할 수 있다.The first rotating ball fixing part 124 may fix the first rotating ball so that the first rotating ball can freely rotate.

또한, 상기 제1 회전볼고정부(124)는, 상기 제1 회전볼이 캐소드(1)와 접촉할 수 있도록, 개구부를 포함하고 있어, 상기 제1 회전볼이 상기 개구부를 통하여 캐소드(1)와 접촉할 수 있다.In addition, the first rotating ball fixing part 124 includes an opening so that the first rotating ball can contact the cathode 1 , so that the first rotating ball is connected to the cathode 1 through the opening. can be contacted

상기 제1 회전볼은, 캐소드(1)가 삽입되거나 분리되는 움직임에 따라 회전할 수 있도록 배치된다.The first rotating ball is arranged to rotate according to the movement of the cathode 1 is inserted or separated.

한편, 상기 하부 고정홈(114)에는 제2 고정장치(130)가 배치될 수 있다.Meanwhile, the second fixing device 130 may be disposed in the lower fixing groove 114 .

상기 제2 고정장치(130)는, 제2 스프링(132), 제2 회전볼(136)고정부(134) 및 제2 회전볼(136)을 포함할 수 있다.The second fixing device 130 may include a second spring 132 , a second rotation ball 136 , a fixing part 134 , and a second rotation ball 136 .

상기 제2 스프링(132)은, 상기 상부 고정홈(112)의 가장 내 측에 배치되어, 상기 관통홀(110) 쪽으로 탄성력을 제공할 수 있다.The second spring 132 may be disposed on the innermost side of the upper fixing groove 112 to provide an elastic force toward the through hole 110 .

상기 제2 회전볼(136)고정부(134)는, 상기 제2 스프링(132) 하부에 상부에 배치되어 상기 제2 회전볼(136)을 고정한다. 본 발명의 일실시예에서 제2 회전볼(136)고정부(134)는 제2 스프링(132) 상부에 배치된다고 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 제2 스프링(132)과 캐소드(1)에 접촉하는 제2 회전볼(136) 사이에 배치되어, 상기 제2 회전볼(136)에 상기 제2 스프링(132)의 탄성력을 전달시켜줄 수 있는 위치일 수 있다.The second rotation ball 136 fixing part 134 is disposed on the lower portion of the second spring 132 to fix the second rotation ball 136 . In an embodiment of the present invention, it has been described that the second rotating ball 136 and the fixing part 134 are disposed on the second spring 132, but the present invention is not limited thereto, and the second spring 132 and the cathode (1) are not limited thereto. It is disposed between the second rotation balls 136 in contact with the , and may be a position capable of transmitting the elastic force of the second spring 132 to the second rotation balls 136 .

상기 제2 회전볼(136)고정부(134)는, 상기 제2 회전볼(136)이 자유롭게 회전할 수 있도록, 상기 제2 회전볼(136)을 고정할 수 있다.The second rotating ball 136 fixing part 134 may fix the second rotating ball 136 so that the second rotating ball 136 can freely rotate.

또한, 상기 제2 회전볼(136)고정부(134)는, 상기 제2 회전볼(136)이 캐소드(1)와 접촉할 수 있도록, 개구부를 포함하고 있어, 상기 제2 회전볼(136)이 상기 개구부를 통하여 캐소드(1)와 접촉할 수 있다.In addition, the second rotating ball 136 fixing part 134 includes an opening so that the second rotating ball 136 can contact the cathode 1 , so that the second rotating ball 136 . It is possible to contact the cathode 1 through this opening.

상기 제2 회전볼(136)은, 캐소드(1)가 삽입되거나 분리되는 움직임에 따라 회전할 수 있도록 배치된다.The second rotating ball 136 is arranged to rotate according to the movement of the cathode 1 is inserted or separated.

도면을 통해, 캐소드가 삽입되거나 분리되는 매커니즘에 대하여 더욱 자세하게 설명하도록 한다.With reference to the drawings, a mechanism through which the cathode is inserted or separated will be described in more detail.

도 6은 종래기술에 따른 캐소드 교환 방법을 도시한 도면이며, 도 8은 캐소드 교환 방법을 도시한 도면이다.6 is a view showing a cathode exchange method according to the prior art, Figure 8 is a view showing a cathode exchange method.

도 6 및 도 8을 참조하면, 종래의 캐소드 저장기는 움직이거나 회전하지 않는 고정된 볼이 위아래에서 스프링의 탄성력으로 캐소드(1)를 밀어주며 캐소드(1)를 고정시킨다.6 and 8, in the conventional cathode reservoir, a fixed ball that does not move or rotate pushes the cathode 1 by the elastic force of the spring from above and below and fixes the cathode 1 .

이때, 암(210)을 이용하여 캐소드 저장기로부터 캐소드(1)를 밀어내어 분리하거나, 캐소드(1)를 당겨 캐소드 저장기에 삽입하게 되는데, 이 과정에서, 캐소드(1)를 고정시켜주는 볼은 돌아가지 않는 상태에서 스프링만 스프링의 탄성력에 의해 상하로 움직이며 캐소드(1)가 저장기에서 탈락하게 된다. 이 때, 캐소드와 캐소드를 고정하는 고정장치 사이에서 마찰이 발생하게 된다.At this time, by using the arm 210 to push and separate the cathode 1 from the cathode reservoir, or pull the cathode 1 and insert it into the cathode reservoir. In this process, the ball fixing the cathode 1 is In the non-rotating state, only the spring moves up and down by the elastic force of the spring, and the cathode 1 is removed from the reservoir. At this time, friction is generated between the cathode and the fixing device for fixing the cathode.

이러한 마찰은, 캐소드가 이온원(10)에서 열을 받게 된 상태에서, 스프링이 열을 전달받아 팽창하게 될 때 극대화 되게 된다. Such friction is maximized when the spring receives heat and expands while the cathode receives heat from the ion source 10 .

자세하게 도 8을 참조하여 설명하면, 이온원(10)에서 열을 받은 캐소드가 상기 암(210)에 의하여 캐소드 저장기에 들어가게 될 때, 상기 캐소드에서 발생하는 열이 상기 캐소드가 저장되는 관통홀(110) 주변의 관통홀(110)들로 전달된다.Referring to FIG. 8 in detail, when the cathode, which has received heat from the ion source 10, enters the cathode reservoir by the arm 210, the heat generated from the cathode passes through the through hole 110 in which the cathode is stored. ) is transmitted to the surrounding through-holes 110 .

전달된 열은 다시, 주변 관통홀(110)의 고정장치들의 스프링을 열팽창시키고, 이로 인해 주변 관통홀(110)에 저장되고 있던 캐소드와 고정장치의 볼 사이의 마찰력이 증가하게 된다.The transferred heat again thermally expands the springs of the fixing devices of the peripheral through-hole 110, thereby increasing the frictional force between the cathode stored in the peripheral through-hole 110 and the ball of the fixing device.

따라서, 다음 교번의 캐소드의 분리 및 탈락이 어려워 캐소드 저장기에 걸리게 되는 문제가 발생한다.Accordingly, there is a problem in that it is difficult to separate and drop off the next alternating cathode, so that it is caught in the cathode reservoir.

이에 반해, 본 발명의 일실시예에 따른 캐소드 저장기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 캐소드를 고정하는 부분에 회전볼(126, 136)을 배치하여, 캐소드의 열에 의하여 스프링(122, 132)이 팽창하더라도, 캐소드가 분리, 탈락 또는 삽입되는 방향으로 움직일 때, 캐소드를 고정하는 상기 회전볼(126, 136) 또한 같이 움직여 마찰력이 최소화 될 수 있다. On the other hand, the cathode storage according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 7, by disposing the rotating balls (126, 136) in the portion for fixing the cathode, springs (122, 132) by the heat of the cathode Even if this expands, when the cathode moves in a direction in which it is separated, dropped or inserted, the rotating balls 126 and 136 for fixing the cathode also move together to minimize frictional force.

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.In the detailed description of the present invention described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled 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.

1: 캐소드 10: 이온원
100: 본체
110: 관통홀
112: 상부 고정홈 114: 하부 고정홈
120: 제1 고정장치 130: 제2 고정장치
122: 제1 스프링 132: 제2 스프링
124: 제1 회전볼 고정부 134: 제2 회전볼 고정부
126: 제1 회전볼 136: 제2 회전볼
200: 진공챔버 210: 암1: cathode 10: ion source
100: body
110: through hole
112: upper fixing groove 114: lower fixing groove
120: first fixing device 130: second fixing device
122: first spring 132: second spring
124: first rotating ball fixing part 134: second rotating ball fixing part
126: first rotation ball 136: second rotation ball
200: vacuum chamber 210: female

Claims (7)

캐소드가 고정되는 관통홀이 길이방향으로 복수개 형성되며, 상기 관통홀이 두께 방향으로 관통되도록 형성된 본체; 및
상기 관통홀의 상부 및 하부에 형성되는 상부 및 하부 고정홈에 각각 배치되는 제1 고정장치 및 제2 고정장치를 포함하고,
상기 제1 고정장치 및 상기 제2 고정장치는,
상기 관통홀에 삽입 또는 분리되는 캐소드와의 마찰을 줄이기 위하여 제1 회전볼 및 제2 회전볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 저장기.a body in which a plurality of through-holes to which the cathode is fixed are formed in the longitudinal direction, and the through-holes are formed to penetrate in the thickness direction; and
and a first fixing device and a second fixing device respectively disposed in the upper and lower fixing grooves formed in the upper and lower portions of the through hole,
The first fixing device and the second fixing device,
Cathode reservoir comprising a first rotating ball and a second rotating ball in order to reduce friction with the cathode inserted or separated into the through hole. 제1 항에 있어서,
상기 제1 고정장치는 상기 상부 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 제1 스프링; 및
상기 제1 스프링 하부에 배치되어 상기 제1 회전볼을 고정하는 제1 회전볼고정부를 포함하고,
상기 제1 회전볼고정부는 상기 제1 회전볼을 상기 캐소드의 움직임에 따라 회전할 수 있도록 고정하며,
상기 제1 회전볼 고정부 및 상기 제1 스프링은 상기 제1 회전볼이 상기 캐소드를 고정할 수 있도록 상기 관통홀을 향해 돌출되어 배치되는 것을 특징으로 하는 캐소드 저장기.According to claim 1,
The first fixing device may include: a first spring disposed inside the upper fixing groove to provide an elastic force toward the through hole; and
and a first rotating ball fixing part disposed under the first spring to fix the first rotating ball,
The first rotating ball fixing part fixes the first rotating ball to be rotated according to the movement of the cathode,
The first rotating ball fixing part and the first spring are cathode storage, characterized in that the first rotating ball is arranged to protrude toward the through hole to fix the cathode. 제1 항에 있어서,
상기 제2 고정장치는 상기 하부 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 제2 스프링; 및
상기 제2 스프링 상부에 배치되어 상기 제2 회전볼을 고정하는 제2 회전볼고정부를 포함하고,
상기 제2 회전볼고정부는 상기 제2 회전볼을 상기 캐소드의 움직임에 따라 회전할 수 있도록 고정하며,
상기 제2 회전볼 고정부 및 상기 제2 스프링은 상기 제2 회전볼이 상기 캐소드를 고정할 수 있도록 상기 관통홀을 향해 돌출되어 배치되는 것을 특징으로 하는 캐소드 저장기.According to claim 1,
The second fixing device may include a second spring disposed inside the lower fixing groove to provide an elastic force toward the through hole; and
and a second rotating ball fixing part disposed on the second spring to fix the second rotating ball,
The second rotating ball fixing part fixes the second rotating ball to be rotated according to the movement of the cathode,
The second rotating ball fixing part and the second spring are cathode storage, characterized in that the second rotating ball is arranged to protrude toward the through hole to fix the cathode. 캐소드가 삽입되는 삽입부를 포함하는 이온원;
상기 이온원의 캐소드 삽입부와 연결되어 진공 상태를 유지하는 진공챔버;
상기 진공챔버에 삽입되며, 다수개의 캐소드를 홀딩하는 캐소드 저장기; 및
상기 진공챔버에 장착되고, 상기 캐소드 저장기로부터 캐소드를 분리시켜 상기 분리된 캐소드를 상기 이온원에 삽입 하거나 또는, 상기 이온원으로부터 캐소드를 분리시켜는 상기 분리된 캐소드를 상기 캐소드 저장기에 삽입하는 암(arm)을 포함하고,
상기 캐소드 저장기는 삽입 또는 분리되는 캐소드와의 마찰을 줄이기 위하여 복수의 회전볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 교환 시스템.an ion source including an insert into which the cathode is inserted;
a vacuum chamber connected to the insertion part of the cathode of the ion source to maintain a vacuum state;
a cathode reservoir inserted into the vacuum chamber and holding a plurality of cathodes; and
Arm mounted in the vacuum chamber and inserting the separated cathode into the ion source by separating the cathode from the cathode reservoir, or inserting the separated cathode by separating the cathode from the ion source into the cathode reservoir (arm),
The cathode reservoir is a cathode exchange system, characterized in that it includes a plurality of rotating balls to reduce friction with the inserted or separated cathode. 제4 항에 있어서,
상기 캐소드 저장기는,
캐소드가 고정되는 관통홀이 길이방향으로 복수개 형성되며, 상기 관통홀이 두께 방향으로 관통되도록 형성된 본체;
상기 관통홀 내벽에 형성되는 복수의 고정홈; 및
상기 고정홈에 각각 배치되는 고정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 교환 시스템.5. The method of claim 4,
The cathode storage,
a body in which a plurality of through-holes to which the cathode is fixed are formed in the longitudinal direction, and the through-holes are formed to penetrate in the thickness direction;
a plurality of fixing grooves formed in the inner wall of the through hole; and
Cathode exchange system, characterized in that it comprises a fixing device respectively disposed in the fixing groove. 제 5항에 있어서, 상기 고정장치는,
상기 고정홈에 돌출되게 삽입되어 상기 캐소드를 고정하는 상기 회전볼;
상기 고정홈 내부에 배치되어 상기 관통홀 쪽으로 탄성력을 제공하는 스프링; 및
상기 회전볼을 고정하고, 상기 회전볼에 상기 스프링의 탄성력을 전달하도록, 상기 회전볼과 상기 관통홀 사이에 배치되는 회전볼 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 교환 시스템.According to claim 5, wherein the fixing device,
the rotating ball protrudingly inserted into the fixing groove to fix the cathode;
a spring disposed inside the fixing groove to provide an elastic force toward the through hole; and
Cathode exchange system, characterized in that it includes a rotating ball fixing unit disposed between the rotating ball and the through hole to fix the rotating ball and transmit the elastic force of the spring to the rotating ball. 제6 항에 있어서,
상기 회전볼 고정부는, 상기 암이 상기 관통홀에 삽입되어 있는 캐소드를 밀어내어 분리하거나, 상기 이온원에 삽입되어 있는 캐소드를 끌어당겨 상기 관통홀에 삽입할 때, 상기 캐소드가 움직이는 방향에 대응하여 상기 회전볼이 회전하도록 상기 회전볼을 고정하는 것을 특징으로 하는 캐소드 교환 시스템.
7. The method of claim 6,
The rotating ball fixing unit may include, when the arm pushes out and separates the cathode inserted into the through hole, or pulls the cathode inserted into the ion source and inserts it into the through hole, corresponding to the direction in which the cathode moves Cathode exchange system, characterized in that for fixing the rotating ball so that the rotating ball rotates.
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