KR102186644B1 - Cnt 엑스레이 소스 장치 - Google Patents

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KR102186644B1
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Abstract

본 발명은 CNT 엑스레이 소스 장치에 관한 것으로, 상세하게는 CNT 엑스레이 튜브 본체의 내부 공간 활용을 극대화하고, 절연 재질의 홈이 형성되고, 다수의 전극들을 지지하는 베이스가 구비되어 양산성이 향상된 CNT 엑스레이 소스 장치에 관한 것으로, 캐소드 전극과, 상기 캐소드 전극에 구비되고, 전자가 방출되는 에미터와, 상기 캐소드 전극의 상부에 배치되고, 상기 캐소드 전극에서 소정 간격 이격되는 게이트 전극과, 상기 에미터에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지하는 포커싱 전극 및 상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극과, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나 이상을 지지하고, 절연 재질로 형성되는 베이스부를 포함하고, 상기 베이스부에는 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나를 수용하기 위한 홈이 적어도 하나 이상 형성한다.

Description

CNT 엑스레이 소스 장치{CNT X-RAY SOURCE APPARATUS}
본 발명은 CNT 엑스레이 소스 장치에 관한 것으로, 상세하게는 CNT 엑스레이 튜브 본체의 내부 공간 활용을 극대화하고, 절연 재질의 홈이 형성되고, 다수의 전극들을 지지하는 베이스부가 구비되어 양산성이 향상된 CNT 엑스레이 소스 장치에 관한 것이다.
엑스레이 소스는 엑스레이를 발생시키는 장치로, 진공관 내에 음극과 양극으로 구성된 엑스레이 튜브와 엑스레이 튜브에 고전압을 인가하기 위한 고전압 제어 및 발생장치 및 엑스레이 튜브에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각장치 등으로 이루어진다.
기존의 엑스레이 소스를 사용하는 엑스레이 장치의 경우, 텅스텐 필라멘트와 같은 전자원을 고온으로 가열하여 방출된 전자를 타겟에 충돌시키는 방식으로 사용하였다. 그러나 기존의 엑스레이 소스는 순간적인 스위칭이나 전류 변조가 어려워 디지털 방식으로 구동되는 것이 난해할 뿐만 아니라, 높은 소비전력, 방출되는 전자의 에너지 분포 및 방향성, 전자 집속 등에 어려움이 있었다.또한, 이러한 필라멘트를 이용한 열전자 튜브의 경우 크기가 크고, 유리와 같은 약한 재료의 사용으로 잦은 고장이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 어려움을 극복하고자 전계 방출원으로 CNT등의 나노소재를 이용한 냉전자 엑스레이 튜브의 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
하지만 냉전자 엑스레이 튜브의 경우 내전압 확보가 어렵고, 내부의 전자빔 발생 부품들이 너무 복잡한 문제가 있었으며, 각 전극이 외부로 노출되어 있어서 절연 확보가 나쁘고, 사용성이 떨어지는 문제가 있었다.
한국 등록특허공보 제10-1701047호 (등록일자: 2017.01.23.)
본 발명은 CNT 엑스레이 소스 장치에서 캐소드를 지지하는 베이스부를 절연 재질로 형성하고, 이러한 베이스부에 전극들의 결합을 용이하게 하는 홈을 다수 형성하여 생산성을 향상시키면서, 생산 단가는 줄이고자 한다.
본 발명은 컴팩트한 외경을 유지하면서 내부 공간활용을 극대화되는 CNT 엑스레이 소스 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 진공 패키징된 CNT 엑스레이 소스 장치 내부의 각 전극에 전기를 공급하기 위한 외부 전원의 연결이 용이하게 하는 구조를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 캐소드 전극과, 상기 캐소드 전극에 구비되고, 전자가 방출되는 에미터와, 상기 캐소드 전극의 상부에 배치되고, 상기 캐소드 전극에서 소정 간격 이격되는 게이트 전극과, 상기 에미터에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지하는 포커싱 전극 및 상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극과, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나 이상을 지지하고, 절연 재질로 형성되는 베이스부를 포함하고, 상기 베이스부에는 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나를 수용하기 위한 홈이 적어도 하나 이상 형성한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 베이스부에는, 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나에 전기를 공급하기 위한 전극이 통과할 수 있는 피드 스루가 관통 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 베이스부의 상부에는 상기 캐소드 전극을 수용하고 상기 에미터를 지지하는 캐소드 수용홈이 함몰 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 캐소드 수용홈의 저면에는 상기 베이스부의 저면까지 관통되는 캐소드 피드스루홀이 형성되고, 상기 캐소드 피드스루홀을 통하여 상기 캐소드 전극에 전기를 공급하는 캐소드 전원연결부가 연결된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 캐소드 수용홈의 주변에는 게이트 전극을 지지하는 게이트 지지부가 상기 캐소드 수용홈의 저면에 비하여 돌출 형성되고, 상기 캐소드 수용홈의 내측면과 상기 게이트 지지부 사이에는 경사면이 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 포커싱 전극은 내부가 빈 원통형으로 형성되어 상기 게이트 전극의 상방으로 연장된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 베이스부에 의하여 지지되는 엑스레이 소스 본체부를 더 포함하고, 상기 베이스부는 상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극을 지지하는 제1바디부, 및 상기 포커싱 전극 및 상기 소스 본체부를 지지하고, 상기 제1바디부와 한 몸으로 형성되는 제2바디부를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2바디부에는 상기 포커싱 전극의 적어도 일부가 삽입되는 포커싱 전극 지지홈이 형성되고, 상기 포커싱 전극 지지홈의 저면에는 포커싱 피드스루홀이 관통 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 포커싱 전극 지지홈은 상기 제1바디부 주변을 둘러싸는 링 형상으로 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 포커싱 피드스루홀을 통하여 상기 포커싱 전극 및 상기 게이트 전극에 전기를 공급하는 포커싱 전원연결부가 연결된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 게이트 지지부의 상부 일측에는 상기 게이트 전극과 상기 포커싱 전극을 전기적으로 연결된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2바디부에는 적어도 하나 이상의 단턱이 형성되고, 상기 단턱에 상기 엑스레이 소스 본체부가 결합된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 포커싱 전극은, 제1포커싱 전극 및 상기 제1포커싱 전극의 외측에 구비되는 제2포커싱 전극을 포함하고, 상기 베이스부에는 상기 제1포커싱 전극을 지지하기 위한 제1포커싱 지지홈과, 상기 제2포커싱 전극을 지지하기 위한 제2포커싱 지지홈이 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1포커싱 전극 및 상기 제2포커싱 전극 사이에는 절연 재질의 격벽이 구비되고, 상기 제1포커싱 전극 지지홈의 저면에는 제1포커싱 피드스루홀이 형성되고, 상기 제2포커싱 전극 지지홈의 저면에는 제2포커싱 피드스루홀이 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 게이트 전극은 속이 빈 원통형으로 형성되고, 상기 제1바디부에는 상기 게이트 전극을 지지하기 위한 게이트 지지홈이 링 형상으로 형성되고, 상기 게이트 전극 지지홈의 저면에는 게이트 전극 피드스루홀이 형성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 베이스부의 외주면의 적어도 일부는 상기 CNT 엑스레이 소스 장치의 저면 및 측면의 하부의 일부에 노출된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 캐소드 전극과, 상기 캐소드 전극에 구비되고, 전자가 방출되는 에미터와, 상기 캐소드 전극의 상부에 배치되고, 상기 캐소드 전극에서 소정 간격 이격되는 게이트 전극과, 상기 에미터에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지하는 포커싱 전극과, 상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극과, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나 이상을 지지하고, 절연 재질로 형성되는 베이스부 및 상기 캐소드 전극과, 상기 에미터, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극을 수용하고, 상기 베이스부에 의해 지지되는 엑스레이 소스 본체부를 포함하고, 상기 베이스부에는 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나에 전기를 공급하기 위한 피드스루홀이 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극, 상기 엑스레이 소스 본체부와 결합을 용이하게 하기 위한 단턱이 적어도 하나 이상 형성된다.
본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치는 콤팩트한 외경을 유지하면서 내부 공간 활용을 극대화함에 따라 고전류의 사용이 가능하고, 수명이 연장되는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 캐소드 전극을 지지하는 베이스에 형성된 피드스루홀을 통해 진공 패키징된 튜브 내부에 수용되는 전극에 전원을 용이하게 공급할 수 있다.
본 발명에 의하면, 캐소드 전극, 게이트 전극, 포커싱 전극, 엑스레이 소스 본체부 등의 얼라인(정렬)이 용이하고, 쉽게 결합을 할 수 있으므로, 양산성이 향상되고, 생산 단가가 줄어들 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 상세도,
도 3은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 베이스부에 대한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 베이스부에 대한 단면도,
도 5은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 다른 실시예에 따른 단면도,
도 6는 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 다른 실시예에 따른 베이스부의 단면도.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 CNT 엑스레이 소스 장치(10)는 베이스부(100)와 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)가 결합하여 엑스레이 발생을 가능하게 하는 장치로, CNT 엑스레이 소스 장치(10)의 하단에 위치하는 베이스부(100)와 베이스부(100)에 의하여 지지되는 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 CNT 엑스레이 소스 장치(10)는 캐소드 전극(131)과, 캐소드 전극(131)에 구비되고, 전자가 방출되는 에미터(131a)와, 캐소드 전극(131)의 상부에 배치되고, 캐소드 전극(131)에서 소정 간격 이격되는 게이트 전극(133)과, 에미터(131a)에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지하는 포커싱 전극(134)을 포함할 수 있다.
베이스부(100)는 캐소드 전극(131), 게이트 전극(133) 및 포커싱 전극(134) 가운데 적어도 하나 이상을 지지할 수 있고, 세라믹 등의 절연 재질로 형성될 수 있다.
또한 베이스부(100)에는 캐소드 전극(131), 게이트 전극(133) 및 포커싱 전극(134) 가운데 적어도 하나를 수용하기 위한 홈이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
또한, 베이스부(100)에는 캐소드 전극(131), 게이트 전극(133), 포커싱 전극(134) 가운데 적어도 하나에 전기를 공급하기 위한 전선 등의 전원연결부가 통과할 수 있는 피드스루홀(114)(124)이 관통 형성되어 있으며, 이러한 피드스루홀에 대한 상세한 내용은 하기에서 다루기로 한다.
캐소드 전극(131)은 음(-) 전극으로, CNT 엑스레이 소스 장치(10)가 진공 상태에서 작동하기 용이하도록 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속 등의 재질로 이루어질 수 있을 것이다.
베이스부(100)에 위치하는 캐소드 전극(131)의 상단에 전자를 방출시키는 에미터(131a)가 위치할 수 있다.
에미터(131a)는 전자를 방출시키는 복수개의 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)(미도시)가 구비되어 있으며, 캐소드 전극(131)에 음극 전원이 인가되면 에미터(131a)에 증착된 탄소나노튜브에서 전자가 방출된다. 에미터(131a)의 종류로는, 금속이나 탄소계열 물질로 구성된 전도성 물질을 사용할 수 있다.
게이트 전극(133)은 베이스부(100)의 상부에 위치하며, 게이트 전극(133)에 전원이 인가되면 에미터(131a)로부터 전자를 추출할 수 있다.
게이트 전극(133)은 에미터(131a)에서 상방으로 이격된 거리를 갖고 위치하며, 비교적 얇은 박판 또는 금속 재질로 형성되어 있다. 게이트 전극(133)의 중심부에는 에미터(131a)에서 방출된 전자가 통과할 수 있는 관통구(미도시)가 형성될 수 있으며, 관통구는 금속재질의 망 형상으로 형성되는 메쉬를 사용할 수도 있을 것이나, 이에 한정되지는 않는다.
포커싱 전극(134)은 집속하는 모양에 따라 내부가 빈 원통형이나 타원형 그리고 직사각형 등의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며 모양에 대해서는 따로 한계를 두지 않으며 이 포커싱 전극(134)은 베이스부(100)에 결합되고, 게이트 전극(133)의 상방으로 연장될 수 있다.
포커싱 전극(134)은 에미터(131a)로부터 방출된 전자가 게이트 전극(133)을 통과하며 전자가 추출되면, 추출된 전자가 널리 퍼지거나 산란되지 않고 일방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
포커싱 전극(134)은 원형으로 집속하는 경우로써 속이 비고, 두께가 비교적 얇은 원통형으로 형성하였으며, 종래와 같이 캐소드 전극 및 게이트 전극 상부에 적층되는 경우에 비하여 내부 공간활용을 극대화할 수 있고, 이에 따라 내전압성이 향상되어 고전류의 사용이 가능하고, 수명이 연장될 수 있다.
캐소드 전극(131)과 대향되도록 배치되는 애노드 전극(202)은 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)의 상단에 위치하게 되며, 애노드 전극(202)에는 에미터(131a)로부터 방출된 전자와 충돌하여 엑스선을 방출하는 타겟(204)이 더 구비되어 있다.
CNT 엑스레이 소스 장치(10)에 전원을 공급하게 되면, 캐소드 전극(131)과 애노드 전극(202) 사이에는 수kV에서 수백kV에 달하는 높은 전위차가 형성된다. 이에 따라, 에미터(131a)에서 방출된 전자는 캐소드 전극(131)과 애노드 전극(202) 사이의 전위차에 위해 애노드 전극(204) 방향으로 가속되며, 가속된 전자가 타겟(202)과 충돌하여 엑스선을 발생시키게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 상세도에 관한 것이다.
베이스부(100)의 상부에는 캐소드 전극(131)을 수용하는 캐소드 수용홈(112)이 형성될 수 있다. 캐소드 수용홈(112)은 캐소드 전극(131)이 수용될 수 있는 공간이 형성되도록 소정 깊이 함몰 형성될 수 있다. 캐소드 수용홈(112)은 캐소드 전극(131)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있고, 일례로 캐소드 전극(131)이 원형으로 형성되는 경우 캐소드 수용홈(112)도 원형으로 형성될 수 있다. 다만, 결합의 용이성으로 위해서 캐소드 수용홈(112)은 캐소드 전극(131)에 비하여 약간 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 캐소드 수용홈(112)이 캐소드 전극(131)과 대응되는 형상으로 형성되면서, 캐소드 전극(131)에 비하여 약간 더 큰 크기로 형성됨에 따라 캐소드 전극(131)을 용이하게 베이스부(100)에 결합할 수 있다.
또한, 캐소드 전극(131)은 경납땜(brazing filler) 또는 스폿용접(spot welding)등을 이용하여 캐소드 수용홈(112)에 부착될 수 있다.
캐소드 수용홈(112)의 저면에는 베이스부(100)의 저면까지 관통되는 캐소드 피드스루홀(114)이 형성된다. 캐소드 피드스루홀(114)은 캐소드 수용홈(112)의 저면으로부터 수직 하방으로 베이스(100)의 저면까지 관통하여 형성될 수 있다.
캐소드 피드스루홀(114)을 통하여 상기 캐소드 전극(131)에 전기를 공급하는 캐소드 전원연결부(130)가 연결된다. 즉, 베이스부(100)에 구비된 캐소드 피드스루홀(114)을 통해 캐소드 전원연결부(130)가 설치되며, 캐소드 수용홈(112)에 지지되는 캐소드 전극(131)이 캐소드 전원연결부(130)와 연결됨에 따라 외부로부터 전원을 공급받게 된다.
캐소드 수용홈(112)의 주변에는 게이트 전극(133)을 지지하는 게이트 지지부(116)가 캐소드 수용홈(112)의 저면에 비하여 돌출 형성될 수 있다.
또한, 캐소드 수용홈(112)의 내측면과 게이트 지지부(116) 사이에는 경사면(113)이 형성되어 있다. 이는 베이스부(100)와 게이트 지지부(116)의 한정된 높이 내에서 에미터(131a)와 게이트 전극(133) 사이의 절연거리를 증가시키기 위한 것으로, 베이스부(100)의 외주면을 에두르는 게이트 지지부(116)에서 캐소드 수용홈(112)으로 향하는 경사면(113)이 이루어져 있다.
즉, 캐소드 수용홈(112)을 형성하는 게이트 지지부(116)에 경사면(113)이 형성되지 않는다면, 베이스부(100)에 구비된 게이트 지지부(116)는 캐소드 수용홈(112)의 높이에서 캐소드 수용홈(112)에 안착하는 에미터(131a)의 높이를 제외한 만큼의 길이인 에미터(131a)와 게이트 전극(133) 사이의 간격 a가 발생하게 된다. 반면에 게이트 지지부(116)에 경사면(113)을 형성하게 된다면, 기울기의 정도에 따라 에미터(131a)와 게이트 전극(133) 사이의 간격 b만큼의 거리가 발생하게 된다. 따라서 에미터(131a)와 게이트 전극(133) 사이의 수직 간격의 거리인 a보다 에미터(131a)와 게이트 전극(133)이 접하는 게이트 지지부(116)에 기울기를 형성한 거리 b가 더 길어지는 a<b인 것을 알 수 있다.
에미터(131a)와 게이트 전극(133) 사이의 절연 거리가 증가하게 되면, CNT 엑스레이 소스 장치(10)에 고전류를 인가하여 사용할 수 있으며, 사용 수명이 길어지게 된다.
한편, 게이트 지지부(116)의 상부 외측에는 게이트 전극(133)과 상기 포커싱 전극(134)을 전기적으로 연결하는 금속 박막(135) 등이 구비되어 있어, 후술할 포커싱 전원연결부(132)를 통하여 포커싱 전극(134)에 전원을 공급하게 되면, 포커싱 전극(134)에 전원 공급이 이루어지는 동시에 게이트 전극(133)에도 전원 공급이 이루어지게 된다. 즉, 본 실시예에서 게이트 전극(133)과, 포커싱 전극(134)은 외부 전원과 연결되는 전원연결부를 하나(포커싱 전원연결부(132)로 공유하고 있는 것이며, 게이트 전극(133)은 별도의 전원 공급을 위한 전원연결부를 구비하지 않아도 될 것이다.
본 실시예처럼 하나의 전극인 포커싱 전극(134)이 게이트 전극(133)에 전력을 공급하게 된다면, 베이스부(100)에 형성해야 하는 피드스루??이 그만큼 감소하게 되어 작업 공수가 줄어들 수 있다.
베이스부(100)와 결합하는 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)는 베이스부(100)의 하단에 형성된 단턱(126)과 CNT 엑스레이 소스 본체부(200) 하부에 형성된 단턱과 서로 접하게 되면서 결합이 이루어진다.
CNT 엑스레이 소스 본체부(200)는 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있고, 절연재질로 형성될 수 있다.
베이스부(100) 및 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)가 결합되는 부분에 서로 대응되는 형상의 단턱이 형성됨에 따라 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)의 얼라인(정렬)이 용이하여, CNT 엑스레이 소스 본체부(200)를 베이스부(100)에 쉽게 결합을 할 수 있게 되며, 이에 따라 양산성이 향상되고, 생산 단가가 줄어들 수 있다.
베이스부(100)와 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)가 접하는 일면에 Ag-Cu 합금 경납, 혹은 등을 가열하여 접착제로 사용하는 브레이징 결합 방식을 사용할 수 있을 것이다. 다만, 반드시 브레이징 결합 방법만 사용할 필요는 없을 것이며, 이밖에 납땜이나 용접과 같은 방식으로 결합할 수도 있을 것이다. 베이스부(100)와 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)의 결합 관계에 대한 상세한 설명은 하기에서 다루기로 한다.
한편, 베이스부(100)의 외주면의 적어도 일부는 CNT 엑스레이 소스 장치(20)의 저면 및 측면의 하부의 일부에 노출될 수 있다. 다시 말해, CNT 엑스레이 소스 장치(20)의 저면 및 측면의 하부는 베이스부(100)의 외주면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의하면, CNT 엑스레이 소스 장치(20)의 외부로 전극이 직접 돌출되지 않고, CNT 엑스레이 소스 장치(20)의 저면 및 측면이 절연 재질로 형성됨에 따라 절연성이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 베이스부에 대한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 베이스부에 대한 절단면도에 관한 것이다.
베이스부(100)는 캐소드 전극(131)과, 게이트 전극(133)을 지지하는 제1바디부(110) 및 포커싱 전극(134)과 CNT 엑스레이 소스 본체부(200)를 지지하고, 제1바디부(110)와 한 몸으로 일체로 형성되는 제2바디부(120)로 구성된다.
제1바디부(110)에는 상술한 바와 같이 캐소드 수용홈(112)이 함몰 형성되어, 캐소드 전극(131)을 수용한다. 또한 캐소드 수용홈(112)의 저면에는 베이스부(100)의 저면까지 관통되는 캐소드 피드스루홀(114)이 형성되고, 캐소드 피드스루홀(114)을 통하여 캐소드 전극(131)에 전기를 공급하는 캐소드 전원연결부(130)가 연결된다.
제2바디부(120)는 포커싱 전극(134)의 적어도 일부가 삽입되는 포커싱 전극 지지홈(122)이 형성되고, 포커싱 전극 지지홈(122)의 저면에는 포커싱 피드스루홀(124)이 관통 형성된다. 포커싱 피드스루홀(124)은 포커싱 전극 지지홈(122)의 저면으로부터 수직 하방으로 베이스(100)의 저면까지 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 제2바디부(120)에는 적어도 하나 이상의 단턱(126)이 형성되고, 단턱(126)에 엑스레이 소스 본체부(200)의 하부가 결합된다.
포커싱 전극 지지홈(122)은 제1바디부(110) 주변을 둘러싸는 링 형상으로 함몰 형성되어, 포커싱 전극(134)의 일부가 삽입될 수 있다.
포커싱 전극(134)은 원통형으로의 형상으로 형성되어 포커싱 전극 지지홈(122)에 설치되며, 포커싱 전극 지지홈(122)의 저면에 형성된 포커싱 피드스루홀(124)을 통하여 포커싱 전원연결부(132)에 의해 전원을 공급받는다. 이때, 게이트 전극(133)은 포커싱 전극(134)과 금속 박막(135)에 의하여 전기적으로 연결되어 전원을 공급받음은 상술한 바와 같으며, 결국 본 실시예에서 게이트 전극(133)과 포커싱 전극(134)은 포커싱 전원연결부(132)를 외부 전원과 연결되는 전원연결부로서 서로 공유하는 것이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치의 다른 실시예에 관한 것으로, 도 5는 다른 실시예에 의한 CNT 엑스레이 소스 장치의 단면도이고, 도 6은 다른 실시예에 의한 CNT 엑스레이 소스 장치에 구비된 베이스부의 단면도이다.
상기에서 언급한 CNT 엑스레이 소스 장치(10)와 거의 동일한 구성으로 이루어져 있으므로, 구성에 차이가 있는 부분을 중점으로 하여 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 CNT 엑스레이 소스 장치(20)는 2개의 포커싱 전극(137)(139)이 각각 구비되어 있는 것으로, 제1포커싱 전극(137) 및 제1포커싱 전극(137)의 외측에 구비되는 제2포커싱 전극(139)을 포함하고, 베이스부(100)에는 제1포커싱 전극(137)을 지지하기 위한 제1포커싱 지지홈(102)과, 제2포커싱 전극(139)을 지지하기 위한 제2포커싱 지지홈(106)이 형성된다.
제1포커싱 전극(137) 및 제2포커싱 전극(139) 사이에는 절연 재질의 격벽(109)이 구비되고, 제1포커싱 전극(137) 지지홈(102)의 저면에는 제1포커싱 피드스루홀(104)이 형성되고, 제2포커싱 전극(139) 지지홈(122)의 저면에는 제2포커싱 피드스루홀(108)이 형성된다.
베이스부(100)에 형성된 제1포커싱 피드스루홀(104)에는 제1포커싱 전원연결부(136)이, 제2포커싱 피드스루홀(108)에는 제2포커싱 전원연결부(138)이 각각 삽입 고정된다. 그리고 제1포커싱 지지홈(102)과 제2포커싱 지지홈(106)의 상단으로 제1포커싱 전극(137)과 제2포커싱 전극(139)이 각각 설치되며, 제1포커싱 전극(137)과 제1포커싱 전원연결부(136)가 연결되고, 제2포커싱 전극(139)과 제2포커싱 전원연결부(138)와 연결되어 전원 공급이 이루어지게 된다.
게이트 전극(133)은 에미터의 패턴과 대응되며 크기가 다소 큰 관통홀을 갖는 메쉬 쉬트와 속이 빈 원통이 정렬되어 형성되고, 베이스부(100)에는 게이트 전극(133)을 지지하기 위한 게이트 지지홈(117)이 링 형상으로 형성되며, 게이트 지지홈(113)의 저면에는 게이트 피드스루홀(128)이 형성된다.
게이트 전극(133)은 제1바디부(110)를 감싸며, 게이트 지지홈(117)에 안착된다. 제1포커싱 전극(137)과 제2포커싱 전극(139)은 속이 비고, 두께가 비교적 얇은 금속재질로써 집속하는 모양에 따라 내부가 빈 원통형이나 타원형 그리고 직사각형 등의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며 모양에 대해서는 따로 한계를 두지 않으며 전자빔 집속이 원활히 되도록 형성될 수 있고, 제2포커싱 전극(139)은 제1포커싱 전극(137)에 비하여 직경이 더 큰 형상으로 형성되어, 제1포커싱 전극(137)의 주변을 둘러쌀 수 있다.
제1포커싱 전극(137)과 제2포커싱 전극(139)이 속이 빈 형상, 즉 실린더 형상으로 형성됨에 따라 종래와 같이 캐소드 전극 및 게이트 전극 상부에 적층되는 경우에 비하여 내부 공간활용을 극대화할 수 있고, 이에 따라 내전압성이 향상되어 고전류의 사용이 가능하고, 수명이 연장될 수 있음은 상술한 바와 같다.
다만, 본 실시예와 같이 포커싱 전극이 두 개가 나란하게 배치되는 경우에는 에미터(131a)로부터 추출된 전자가 널리 퍼지거나 산란되지 않고 일방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 기능이 더 향상될 수 있다.
한편, 제2포커싱 전극 상단부(139a)는 제2포커싱 전극 하단부(139b)와 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다. 제2포커싱 전극 상단부(139a)와 제2포커싱 전극 하단부(139b)는 한몸으로 형성될 수도 있고, 별개의 구성이 결합된 상태로 형성될 수도 있다.
제2포커싱 전극 상단부(139a)는 원통형 또는 타원형 등의 형상으로 형성되어 실질적으로 포커싱 전극의 역할을 하고, 제2포커싱 전극 하단부(139b)는 제2포커싱 전극 상단부(139a)에 전기를 공급하는 역할을 하게 된다. 또한 제2포커싱 전극(139)과 제1포커싱 전극(137)의 사이에는 절연재질의 격벽(109)이 구비되어 있어, 제1 포커싱 전극(137) 및 제2포커싱 전극(139)을 지지하고, 제1 포커싱 전극(137) 및 제2포커싱 전극(139)을 서로 전기적으로 절연시키는 역할을 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 , 20 : CNT 엑스레이 소스 장치 200 : CNT 엑스레이 소스 본체부
100 : 베이스부 102 : 제1포커싱 지지홈
104 : 제1포커싱 피드스루홀 106 : 제2포커싱 지지홈
108 : 제2포커싱 피드스루홀 109 : 격벽
110 : 제1바디부 112 : 캐소드 수용홈
113 : 경사면 114 : 캐소드 피드스루홀
116 : 게이트 지지부 117 : 게이트 지지홈
120 : 제2바디부 122 : 포커싱 전극 지지홈
124 : 포커싱 피드스루홀 126 : 단턱
130 : 캐소드 전원연결부 131 : 캐소드 전극
132 : 포커싱 전원연결부 133 : 게이트 전극
134 : 포커싱 전극 135 : 금속 박막
136 : 제1포커싱 전원연결부 137 : 제1포커싱 전극
138 : 제2포커싱 전원연결부 139 : 제2포커싱 전극

Claims (17)

  1. 캐소드 전극;
    상기 캐소드 전극에 구비되고, 전자가 방출되는 에미터;
    상기 캐소드 전극의 상부에 배치되고, 상기 캐소드 전극에서 소정 간격 이격되는 게이트 전극;
    상기 에미터에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지하는 포커싱 전극; 및
    상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극과, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나 이상을 지지하고, 절연 재질로 형성되는 베이스부;
    를 포함하고,
    상기 베이스부에는 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나를 수용하기 위한 홈이 적어도 하나 이상 형성되며,
    상기 포커싱 전극은 내부가 빈 원통형으로 형성되어 상기 게이트 전극의 상방으로 연장되고,
    상기 베이스부에 의하여 지지되는 엑스레이 소스 본체부를 더 포함하고,
    상기 베이스부는 상기 캐소드 전극과, 상기 게이트 전극을 지지하는 제1바디부, 및 상기 포커싱 전극 및 상기 소스 본체부를 지지하고, 상기 제1바디부와 한 몸으로 형성되는 제2바디부를 포함하며,
    상기 포커싱 전극은, 제1포커싱 전극 및 상기 제1포커싱 전극의 외측에 구비되는 제2포커싱 전극을 포함하고,
    상기 베이스부에는 상기 제1포커싱 전극을 지지하기 위한 제1포커싱 지지홈과, 상기 제2포커싱 전극을 지지하기 위한 제2포커싱 지지홈이 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부에는,
    상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극, 상기 포커싱 전극 가운데 적어도 하나에 전기를 공급하기 위한 전극이 통과할 수 있는 피드스루홀이 관통 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부의 상부에는 상기 캐소드 전극을 수용하는 캐소드 수용홈이 함몰 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캐소드 수용홈의 저면에는 상기 베이스부의 저면까지 관통되는 캐소드 피드스루홀이 형성되고,
    상기 캐소드 피드스루홀을 통하여 상기 캐소드 전극에 전기를 공급하는 캐소드 전원연결부가 연결되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 캐소드 수용홈의 주변에는 게이트 전극을 지지하는 게이트 지지부가 상기 캐소드 수용홈의 저면에 비하여 돌출 형성되고,
    상기 캐소드 수용홈의 내측면과 상기 게이트 지지부 사이에는 경사면이 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2바디부에는 상기 포커싱 전극의 적어도 일부가 삽입되는 포커싱 전극 지지홈이 형성되고, 상기 포커싱 전극 지지홈의 저면에는 포커싱 피드스루홀이 관통 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 포커싱 전극 지지홈은 상기 제1바디부 주변을 둘러싸는 링 형상으로 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 포커싱 피드스루홀을 통하여 상기 포커싱 전극 및 상기 게이트 전극에 전기를 공급하는 포커싱 전원연결부가 연결되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 게이트 지지부의 상부 일측에는 상기 게이트 전극과 상기 포커싱 전극을 전기적으로 연결하는 박막이 구비되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2바디부에는 적어도 하나 이상의 단턱이 형성되고, 상기 단턱에 상기 엑스레이 소스 본체부가 결합되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1포커싱 전극 및 상기 제2포커싱 전극 사이에는 절연 재질의 격벽이 구비되고, 상기 제1포커싱 전극 지지홈의 저면에는 제1포커싱 피드스루홀이 형성되고, 상기 제2포커싱 전극 지지홈의 저면에는 제2포커싱 피드스루홀이 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 속이 빈 원통형으로 형성되고, 상기 제1바디부에는 상기 게이트 전극을 지지하기 위한 게이트 지지홈이 링 형상으로 형성되고,
    상기 게이트 전극 지지홈의 저면에는 게이트 전극 피드스루홀이 형성되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부의 외주면의 적어도 일부는 상기 CNT 엑스레이 소스 장치의 저면 및 측면의 하부의 일부에 노출되는 CNT 엑스레이 소스 장치.
  17. 삭제
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