KR20100011686A - 전자현미분석기용 시편 홀더장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순 구조로 시편의 유동을 억제하도록 견고하게 고정 지지함과 아울러 수평 조절 작업이 용이하게 이루어지도록 그 구조가 개선된 전자현미분석기용 시편 홀더장치에 관한 것이다.

그 구성은 전자현미분석기의 이동가능한 스테이지상에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플레이트와, 하부 플레이트의 상부에 승강 및 착탈 가능하게 결합되고 시편이 안착되는 안착 플레이트와, 하부면이 하부 플레이트의 상부면에 안착되고 내부에 시편을 수용하도록 공간을 가지며 내주면에 나사산을 갖는 홀더 본체와, 홀더 본체의 상부에 체결수단을 매개로 승강 가능하게 체결되며 상기 시편의 상부면 테두리 일부와 접촉되어 시편을 가압 고정하는 상부 플레이트로 구성된 것이다.

이에 따르면 본 발명은 나사식 체결구조를 채용한 홀더장치의 각 구성요소들이 시편의 상,하부를 가압 및 밀착시킴에 따라 시편의 고정상태 및 상부면 수평상태를 용이하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시편의 크기 및 두께에 관계없이 고정할 수 있으며, 시편 자체의 수평상태가 불량한 경우에도 틸팅 가능한 안착 플레이트의 구조적 특성상 시편의 수평 유지작업이 용이하게 이루어지는 이점을 갖는다.

Description

전자현미분석기용 시편 홀더장치{A holder apparatus for specimen in electron probe micro analyzer}

본 발명은 전자현미분석기용 시편 홀더장치에 관한 것으로서, 특히 단순 구조로 이루어지며 시편의 고정 및 수평 조정작업이 간편해짐과 아울러, 시편의 크기 및 두께에 관계없이 시편의 홀딩작업이 가능하도록 그 구조가 개선된 전자현미분석기용 시편 홀더장치에 관한 것이다.

일반적으로 시편의 전자 현미분석을 위한 장치로는, 주사전자현미경(SEM:Scanning Elctron Microscope)이나, 고에너지를 갖는 전자선이 시료를 통과해 형광판에 상을 맺는 방식의 TEM(transmission electron microscope), 및 전자현미분석기(EMPA:Electron Probe Micro Analyzer)등이 있다.

그중 전자현미분석기는 전자총에서 15~30kv로 가속된 전자빔이 1㎛이하의 직경으로 초점 조정되어, 연마된 시료의 표면에 충돌한 후에 시료를 구성하는 원소들로부터 원소별 고유 파장을 갖는 특성 X-선이 발생하게 되며, 이들을 X-선 검출기로 측정하여 시료의 화학 조성을 규명하는 분석장치이다.

기존 분석작업중 정확한 분석을 위해 시료를 갖는 시편의 수평을 유지할 필 요가 있다.

이러한 전자현미분석기의 특성상 시료 전처리 요소가 중요하므로, 수평 유지를 위해 분석자의 육안 또는 저배율 광학 현미경을 이용하여 수평을 맞추는 준비작업에 시간이 많이 요구되는 문제점이 있었다.

종래에는 시편의 외측을 감싸도록 파지하는 홀더가 구비되어 시편을 고정하도록 되어 있으나, 시편을 고정하기 위해 스크류 나사로 시편의 상,하부 각 4곳을 체결하여 접촉력으로 시편을 지지하고 있다.

이러한 시편 고정작업시 시편의 상부면을 정확하게 수평상태로 유지하도록 조정하면서 시편을 고정한 후에, 앞서와 같이 저배율 광학 현미경을 이용하여 수평을 조정하는 작업이 번거로움이 있다.

또한, 분석자의 육안으로는 수평을 조정하기 어려울 뿐만 아니라, 특히 시편 자체가 수평이 아닌 경우에는 수평을 맞추기가 더욱 어려워지게 되므로, 이 경우에는 X선의 강도가 달라지게 되어 성분 분석에 오류를 발생시키는 문제점이 있었다.

또한, 시편의 크기 및 두께가 상이한 경우에는 그 시편의 크기 및 두께에 적합한 홀더를 각각 구비하여야 하므로, 유지관리가 어려울 뿐만 아니라 비용면에서도 부담이 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 시편의 고정 및 시편 상부면의 수평 유지를 위한 조정작업이 간편하게 이루어지도록 그 구조를 개선한 전자현미분석기용 시편 홀더장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 자체 수평이 아닌 시편일 경우에도 시편 상부면의 수평을 유지할 수 있도록 한 전자현미분석기용 시편 홀더장치를 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 시편의 크기 및 두께가 일정한 범위내에서 상이하더라도 하나의 홀더 장치로 고정 및 수평 상태를 유지할 수 있도록 한 전자현미분석기용 시편 홀더장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자현미분석기의 스테이지 상에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플레이트와,

상기 하부 플레이트의 상부에 배치되며 내부에 시편이 수용되는 공간을 갖는 홀더 본체와,

상기 홀더 본체의 내부에 수용되고 상기 하부 플레이트의 상부면에 결합수단을 매개로 승강 및 착탈 가능하게 배치되어 상부면에 상기 시편이 안착되는 안착 플레이트와,

상기 홀더 본체의 상부에 체결수단을 매개로 승강 가능하게 체결되며 상기 시편의 상부면 테두리 일부를 가압 고정하는 상부 플레이트를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 결합수단은 상기 하부 플레이트의 상부면 중앙에 홈 형태로 형성되고 내주면에 나사산을 갖는 체결홈과,

상기 안착 플레이트의 하부면 중앙에 돌출되도록 형성되고 외주면에 나사산이 형성되어 상기 체결홈에 체결되는 체결돌기를 구비한 것이다.

상기 체결수단은 상기 홀더 본체의 내주면에 나사산을 갖는 체결부가 형성되고,

상기 상부 플레이트의 하부면에 단턱지도록 연장되고 외주면 테두리에 상기 체결부에 대응되는 나사산을 갖는 나사부를 구비한 것이다.

상기 상부 플레이트는 상기 시편의 상부면 테두리 부위에 접촉되도록 테두리에 박판의 접촉부를 갖는 중공이 형성된 것이다.

상기 안착 플레이트는 틸팅수단을 가지며 상,하로 착탈 가능하게 배치되는 제 1,2안착 플레이트로 구성되되,

상기 틸팅수단은 상기 제 1안착 플레이트의 상부면에 배치되는 볼 형태의 베어링부재와,

상기 제 2안착 플레이트의 하부면에 연장 형성되고 상기 베어링부재가 틸팅 가능하게 수용되는 수용홈을 갖는 수용부를 구비한 것이다.

본 발명은 단순 구조로 시편의 유동을 억제하도록 견고하게 고정 지지함과 아울러 수평 조절 작업이 용이하게 이루어지도록 그 구조가 개선된 전자현미분석기용 시편 홀더장치에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 나사식 체결구조를 채용한 홀더장치의 각 구성요소들이 시편의 상,하부를 가압 및 밀착시킴에 따라 시편의 고정상태 및 상부면 수평상태를 용이하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시편의 크기 및 두께에 관계없이 고정할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 시편 자체의 수평상태가 불량한 경우에도 틸팅 가능한 안착 플레이트의 구조적 특성상 시편의 수평 유지작업이 용이하게 이루어지는 이점을 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전자현미분석기용 시편 홀더장치는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 그 구성은 전자현미분석기의 이동가능한 스테이지(10)상에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플레이트(110)와, 하부 플레이트(110)의 상부에 승강 및 착탈 가능하게 결합되고 시편(S)이 안착되는 안착 플레이트와, 하부면이 하부 플레이트(110)의 상부면에 안착되고 내부에 시편(S)을 수용하도록 공간을 가지며 내주면에 나사산을 갖는 홀더 본체(120)와, 홀더 본체(120)의 상부에 체결수단을 매개로 승강 가능하게 체결되며 상기 시편(S)의 상부면 테두리 일부와 접촉되어 시편(S)을 가압 고정하는 상부 플레이트(150)로 구성된 것이다.

더 상세히 설명하면, 하부 플레이트(110)와 안착플레이트는 결합수단을 매개로 착탈가능하게 결합되며, 그 결합수단은 하부 플레이트(110)의 상부면 중앙에 홈 형태로 내주면에 나사산을 갖는 체결홈(116)이 형성되고, 안착 플레이트의 하부면 중앙에 돌출되도록 형성되고 외주면에 나사산이 형성되어 체결홈(116)에 체결되는 체결돌기(132)를 구비한 것이다.

이는, 안착 플레이트의 높이를 조절하여 안착 플레이트의 승강범위내에서 시편(S)의 두께에 상관없이 시편(S)을 고정시킬 수 있음을 의미한다.

또, 체결수단은 홀더 본체(120)의 내주면에 나사산을 갖는 체결부(122)가 형성되고, 상부 플레이트(150)의 하부면에 단턱지도록 연장되고 외주면 테두리에 체결부(122)에 대응되는 나사산을 갖는 나사부(152)를 구비한 것이다.

더 바람직하게는 안착 플레이트는 상,하부에 서로 착탈가능하도록 분할된 제 1,2안착 플레이트로 구성되며, 제 1,2안착 플레이트중 상부의 제 2안착 플레이트(140)가 틸팅수단에 의해 제 1안착 플레이트(130)에 대해 틸팅동작이 가능하도록 되어 있다.

틸팅수단은 제 1안착 플레이트(130)의 상부면에 배치되는 볼 형태의 베어링부재(135)와, 제 2안착 플레이트(140)의 하부면에 연장 형성되고 상기 베어링부재(135)가 틸팅 가능하게 수용되는 수용홈(142a)을 갖는 수용부(142)를 구비한 것이다.

또한, 상부 플레이트(150)는 시편(S)의 시료 부분을 제외한 외측 테두리 부위와 접촉되도록 얇은 박판 형태의 접촉부(156)를 갖는 중공(155)이 형성되며, 그 접촉부(156)는 전자현미분석기의 전자총과 간섭되지 않도록 대략 0.2mm정도로 시편(S)의 상부면을 덮어서 하측으로 밀착시키는 구조로 되어 있다.

그리고, 홀더 본체(120)와 하부 플레이트(110)의 결합은 하부 플레이트(110)의 상부에 단턱지도록 형성되고 외주면 둘레에 나사산이 형성된 단턱부(115)를 구비하여서, 상기한 홀더 본체(120)의 체결부(122)에 단턱부(115)가 체결되는 구조로 되어 있다.

또 하부 플레이트(110)는 스테이지(10)의 상부에 요홈 형태로 형성된 끼움홈에 끼움 결합되도록 하부면에 끼움돌기(112)가 연장 형성된 구조로 되어 있으나, 공지의 록킹 결합 방식으로 결합하거나, 나사 체결방식으로 체결할 수도 있다.

그외에도, 홀더 본체(120)의 외주면에는 하중을 경감시켜 스테이지(10) 이동성을 향상시킬 수 있도록 창 형태의 통공이 형성되어 있다.

또한, 제 1안착 플레이트(130)의 외주면 테두리에 하중을 경감시키기 위한 요입홈(134)이 다수개 형성된 구조로 되어 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 전자현미분석기용 시편 홀더장치는, 여기서 시편(S)을 홀더 본체(120)에 결합시킨 상태에서 스테이지(10)에 조립하거나, 시편 홀더장치의 각 구성요소들을 스테이지(10)상에 순차적으로 조립하는 두가지 방식이 있다.

여기서는 일 예로 스테이지(10)상에 순차적으로 조립하여 시편(S)을 고정시키는 방식을 설명하기로 한다.

먼저, 하부 플레이트(110)를 스테이지(10)의 상부면에 배치하고, 홀더 본 체(120)를 하부 플레이트(110)상에서 회전시켜 하부 플레이트(110)의 단턱부(115)에 홀더 본체(120)의 체결부(122)를 체결시킨다.

이어서 제 1안착 플레이트(130)의 외주면 둘레에 형성된 나사산 및 체결부(122)의 나사산 부위를 이용하여 홀더 본체(120)의 체결부(122) 및 하부 플레이트(110)의 체결홈(116)에 체결시켜 높이를 조정한다.

이때, 제 1,2안착 플레이트는 하부 플레이트(110)와 홀더 본체(120)의 조립전에 선조립된 상태로 조립하는 것이 바람직하다.

즉, 제 1안착 플레이트(130)의 베어링부재(135)가 제 2안착 플레이트(140)의 수용홈(142a) 내부에 압입되어 제 2안착 플레이트(140)가 제 1안착 플레이트(130)에 대해 틸팅 가능한 상태로 조립한 후에, 홀더 본체(120)와 하부 플레이트(110)에 조립하는 것이다.

이후에, 제 2안착 플레이트(140)의 상부면에 시편(S)의 하부면을 안착시키면, 시편(S)이 제 2안착 플레이트(140)에 안착되고 홀더 본체(120)의 공간 내부에 수용된 상태를 유지하게 된다.

그후에는 상부 플레이트(150)를 홀더 본체(120)의 공간 내에서 일방향으로 회전시키면, 나사 체결방식에 의해 하강 동작되고, 그 하강 동작시 접촉부(156)의 하측면이 시편(S)의 상측면 테두리 부위를 눌러 가압하게 된다.

이로 인해 홀더 본체(120)의 상부면과 수평상태를 갖는 상부 플레이트(150)의 접촉부(156)가 동일한 압력으로 시편(S)의 상부면 테두리를 눌러서 가압하게 되므로, 시편(S)의 상측면이 자동으로 수평 상태로 조절됨과 아울러, 견고하게 고정 시켜 시편(S)의 유동을 억제할 수 있다.

한편, 시편(S)의 하부면이 수평상태가 아닐 경우에는, 시편(S)이 안착된 제 2안착 플레이트(140)가 제 1안착 플레이트(130)의 베어링부재(135)를 매개로 틸팅동작되고, 이 틸팅동작중에 시편(S)의 상부에서 상부 플레이트(150)가 누르는 가압력에 의해 수평상태를 유지하게 되어 용이하게 시편(S) 상부면의 수평 상태를 유지할 수 있다.

이후의 분해 공정은 앞서 설명한 조립순서의 역순으로 분해할 수 있다.

또한, 본 발명의 시편 홀더장치는 EMPA뿐만 아니라, SEM등의 장비에서 시편으로 고정하는 홀더장치로도 채택 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자현미분석기용 시편 홀더장치를 나타낸 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 결합 상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명 상부 플레이트를 정면에서 나타낸 단면도.

도 4a는 본 발명 홀더 본체를 정면에서 보인 단면도이고, 도 4b는 평면에서 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명 하부 플레이트의 구성을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명 제 1안착 플레이트를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명 제 2안착 플레이트를 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명의 사용상태도.

도 9는 시편의 수평상태가 불량할 때, 본 발명의 제 1,2안착 플레이트의 틸팅동작을 보인 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 하부 플레이트 115 : 단턱부

116 : 체결홈 120 : 홀더 본체

122 : 체결부 130 : 제 1안착 플레이트

132 : 체결돌기 135 : 베어링부재

140 : 제 2안착 플레이트 142 : 수용부

142a : 수용홈 150 : 상부 플레이트

152 : 나사부 155 : 중공

156 : 접촉부 S : 시편

Claims (5)

1. 전자현미분석기의 스테이지(10) 상에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플레이트(110)와,

   상기 하부 플레이트(110)의 상부에 배치되며 내부에 시편(S)이 수용되는 공간을 갖는 홀더 본체(120)와,

   상기 홀더 본체(120)의 내부에 수용되고 상기 하부 플레이트(110)의 상부면에 결합수단을 매개로 승강 및 착탈 가능하게 배치되어 상부면에 상기 시편(S)이 안착되는 안착 플레이트와,

   상기 홀더 본체(120)의 상부에 체결수단을 매개로 승강 가능하게 체결되며 상기 시편(S)의 상부면 테두리 일부를 가압 고정하는 상부 플레이트(150)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자현미분석기용 시편 홀더장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 하부 플레이트(110)의 상부면 중앙에 홈 형태로 형성되고 내주면에 나사산을 갖는 체결홈(116)과,

   상기 안착 플레이트의 하부면 중앙에 돌출되도록 형성되고 외주면에 나사산이 형성되어 상기 체결홈(116)에 체결되는 체결돌기(132)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자현미분석기용 시편 홀더장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 체결수단은 상기 홀더 본체(120)의 내주면에 나사산을 갖는 체결부(122)가 형성되고,

   상기 상부 플레이트(150)의 하부면에 단턱지도록 연장되고 외주면 테두리에 상기 체결부(122)에 대응되는 나사산을 갖는 나사부(152)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자현미분석기용 시편 홀더장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부 플레이트(150)는 상기 시편(S)의 상부면 테두리 부위에 접촉되도록 테두리에 박판의 접촉부(156)를 갖는 중공(155)이 형성된 것을 특징으로 하는 전자현미분석기용 시편 홀더장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,

   상기 안착 플레이트는 틸팅수단을 가지며 상,하로 착탈 가능하게 배치되는 제 1,2안착 플레이트로 구성되되,

   상기 틸팅수단은 상기 제 1안착 플레이트(130)의 상부면에 배치되는 볼 형태의 베어링부재(135)와,

   상기 제 2안착 플레이트(140)의 하부면에 연장 형성되고 상기 베어링부재(135)가 틸팅 가능하게 수용되는 수용홈(142a)을 갖는 수용부(142)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자현미분석기용 시편 홀더장치.

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