KR101915961B1 - 전자 장치 및 그 전자 장치에 사용 가능한 보드 - Google Patents

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전자 장치는 도전성 재질의 외장부,회로 부품을 포함하는 회로부, 외장부와 회로부 사이에 연결된 보호회로부를 포함한다. 여기서 보호회로부는, 회로부로부터 유입되는 누설 전류가 외장부로 유기되는 것을 차단하고, 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분은 회로부의 그라운드로 전달하는 스위칭부, 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 스위칭부로 전달하는 변환부를 포함한다.

Description

전자 장치 및 그 전자 장치에 사용 가능한 보드{ electronic device and board usable in the electronic device }
본 발명은 전자 장치 및 그 전자 장치에 사용 가능한 보드에 대한 것으로, 보다 상세하게는, ESD(Electro-Static Discharge) 및 누설전류 보호 회로를 구비하는 전자 장치 및 그 전자 장치에 사용 가능한 보드에 관한 것이다.
일반적으로, 정전기 방전 (Electro-Static Discharge : ESD) 보호 장치는 대전 된 인체나 기계로부터 반도체 소자 내부로 유입되는 정전기 스트레스 전류(ESD stress current)에 의한 내부 회로의 손상을 방지하기 위해, 전자장치의 내부에 설치된다.
시스템 온 칩(system on chip)에 따라 집적도가 높아질수록 ESD 보호 회로가 차지하는 면적은 반도체 칩의 전체 크기를 결정함에 있어 큰 비중을 차지한다. 또한, ESD 보로 회로는 칩의 성능을 결정하는 중요한 요인으로 작용한다는 점에서, ESD 보호 회로의 중요성은 점점 높아지고 있다.
기존 기술의 경우 전자장치 외부에 도전성 재질의 외장부가 장착되어 있을 경우 그에 대한 ESD 대책으로,
1. 외장부의 일부분을 PCB Ground 나 기타 Adapter의 그라운드에 Direct 연결하여 도전성 재질의 외부 케이스에 인가된 ESD가 그라운드로 방전되도록 설계하거나,
2. 외장부와 그라운드를 전기적 연결 없이 이격시켜 도전성 재질의 외장부에 ESD인가 시 메인 시스템으로 2차 영향을 주는 것으로 최소화하는 방법으로 설계되었다.
기존 기술 예를 들어,
1. 외장부의 일부분을 PCB Ground 나 기타 Adapter 의 Ground 에 Direct하는 경우, 도전성 재질의 외장부와 그라운드간 연결된 도전체를 통하여 System 의 누설전류가 도전성 재질의 외장부로 유기되는 문제점이 있었다.
2. 도전성 재질의 외장부와 그라운드를 전기적 연결없이 이격 하여 도전성 재질의 외장부에 ESD 를 인가 시 시스템으로 2차 영향을 주는 것으로 최소화하는 경우, 도전성 재질의 외장부와 그라운드를 전기적 연결없이 이격 할 경우 도전성 재질의 외장부에 인가된 ESD 가 Discharge 되지 않아 도전성 재질의 외장부 표면에 전자기 필드가 발생하게 되는데 이러한 Field 에 의해 PCB 의 Signal 왜곡이 발생하는 문제가 있었고, 또한 도전성 재질의 외장부에 충전된 전하가 Discharge 되지 않고 유지될 경우 사용자가 도전성 재질의 외장부에 근접하게 되었을 경우 도전성 재질의 외장부의 전하가 사용자에게 2차 방전을 일으키게 되어 안전 사고가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 외부 전기장해(ESD/Surge)에 의한 영향을 최소화 하고, 시스템의 내부에서 발생하는 누설전류가 도전성 재질의 외장부로 유기되어 사용자에게 영향을 주는 것을 최소화하는 전자 장치 및 그 전자 장치에 사용 가능한 보드를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 도전성 재질의 외장부, 회로 부품을 포함하는 회로부, 상기 외장부와 상기 회로부 사이에 연결된 보호회로부를 포함하며, 상기 보호회로부는, 상기 회로부로부터 유입되는 누설 전류가 상기 외장부로 유기되는 것을 차단하고, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분은 상기 회로부의 그라운드로 전달하는 스위칭부, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 상기 스위칭부로 전달하는 변환부를 포함한다.
그리고, 상기 스위칭부는 배리스터이고, 상기 변환부는 상기 배리스터에 직렬 연결된 비드일 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 배리스터이고, 상기 변환부는, 상기 배리스터에 직렬 연결되는 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로일 수 있다.
그리고, 상기 스위칭부는, 캐소드 단이 상기 회로부에 연결된 다이오드이고,상기 변환부는, 상기 다이오드의 애노드 단에 연결된 비드, 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로일 수 있다.
또한, 상기 회로부는 메인 보드 상에 탑재되고, 상기 보호 회로부는 상기 메인 보드와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되어, 상기 메인 보드 상의 상기 회로부 및 상기 외장부와 도전성 테이프를 통해 각각 연결될 수 있다.
그리고, 상기 회로부 및 상기 보호회로부는 하나의 메인 보드 상에 함께 탑재되고, 상기 보호회로부는, 상기 메인 보드 상에서, 상기 외장부와 상기 메인 보드를 연결하는 펨(PEM)과 상기 회로부 사이에 직렬 연결될 수 있다.
또한, 상기 외장부는, 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 메탈 케이스일 수 있다.
그리고, 상기 외장부는, 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 플라스틱 케이스 에 부착되는 메탈 외장 부재일 수 있다.
또한, 상기 배리스터는, 커패시턴스가 5pF이하일 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 사용 가능한 보드는, 상기 전자 장치의 회로 부품을 포함하는 회로부와 상기 전자 장치의 외장을 형성하는 도전성 재질의 외장부 사이에 연결된 보호회로부를 포함하며, 상기 보호회로부는, 상기 회로부로부터 유입되는 누설 전류가 상기 외장부로 유기되는 것을 차단하고, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분은 상기 회로부의 그라운드로 전달하는 스위칭부, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 상기 스위칭부로 전달하는 변환부를 포함한다.
그리고, 상기 스위칭부는 배리스터이고, 상기 변환부는 상기 배리스터에 직렬 연결된 비드일 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 배리스터이고, 상기 변환부는, 상기 배리스터에 직렬 연결되는 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로일 수 있다.
그리고, 상기 스위칭부는, 캐소드 단이 상기 회로부에 연결된 다이오드이고,상기 변환부는, 상기 다이오드의 애노드 단에 연결된 비드, 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로일 수 있다.
또한, 상기 외장부는, 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 메탈 케이스 또는 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 플라스틱 케이스에 부착되는 메탈 외장 부재일 수 있다.
그리고, 상기 배리스터는, 커패시턴스가 5pF이하일 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 도전성 재질의 외장부를 구비하는 경우, 외부 전기장해(ESD/Surge)에 의한 영향을 최소화 하고, 시스템의 내부에서 발생하는 누설전류가 도전성 재질의 외장부로 유기되어 사용자에게 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도,
도 5a는 배리스터의 커패시턴스와 누설 전류를 상관 관계를 나타낸 그래프,
도 5b는 비드의 유무에 따른 배리스터에 인가되는 전압 값을 나타낸 그래프이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1에 따르면, 전자 장치(100)는 외장부(110), 회로부(120), 보호회로부(130)을 포함하며, 보호회로부(130)는 변환부(131), 스위칭부(132)를 포함한다.
여기서 전자 장치(100)는 컴퓨터, 노트북, TV, 전자 액자, 냉장고 등과 같이 다양한 제품이 될 수 있다. 즉 외부전원과 콘센트 및 플러그를 통해 연결된 모든 전자 장치를 포함한다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 외부전원과 연결되지 않은 전자 장치(예를 들어, 노트북을 자체 배터리로 구동시키는 경우)도 포함한다.
외장부(110)는 도전성 재질로서 전자 장치(100)의 외부를 형성한다. 여기서 도전성 재질이란 전기가 잘 흐르는 재질을 의미한다.
구체적으로 외장부(110)는 전기가 잘 흐르는 도전성 재질로 형성되는바, 대전 된 인체나 기계로부터 발생된 정전기 성분을 보호회로부(130) 및 회로부(120)로 유입시킬 수 있다.
여기서 외장부(110)는 회로부(120) 및 보호회로부(130)를 감싸는 메탈 케이스 일 수 있다.
또한 외장부(110)는 회로부(120) 및 보호회로부(130)를 감싸는 플라스틱 케이스 상에 부착된 메탈 외장 부재일 수 있다.
회로부(120)는 전자 장치(100)의 종류에 따른 기능을 동작 시키기 위한 회로부품을 포함한다. 예를 들어, 전자 장치(100)가 노트북인 경우, 노트북으로 기능하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
구체적으로 회로부(120)는 전자 장치(100)의 동작을 위해, 다양한 회로 부품을 포함할 수 있다. 즉 회로부는 전자 장치(100)의 동작을 위해, 저항, 인덕터, 가변저항, 커패시터, LC필터, 세라믹 필터, 스위치, 프린트 배선판, 트랜지스터, 다이오드, 파워 트랜지스터, LED 반도체 레이저, 아날로그 IC, 디지털 IC, DRAM, 마이크로 프로세서등의 회로 부품을 구비할 수 있다.
또한, 회로부(120)는 전자 장치(100)를 접지 시키는 그라운드를 포함할 수 있다.
보호회로부(130)는 도전성 재질의 외장부(110)와 회로부(120)를 연결하여 정전기 성분을 그라운드로 방전시키거나 누설 전류를 차단하는 기능을 한다.
또한, 보호회로부(130)는 변환부(131) 및 스위칭부(132)를 포함한다.
구체적으로 보호회로부(130)는 대전 된 인체나 기계로부터 발생된 정전기 성분이 외장부(110)를 통해 유입되는 경우, 보호회로부(130)와 연결된 회로부(120)의 그라운드로 전달할 수 있다. 이 경우 회로부(120)의 그라운드는 유입된 정전기 성분을 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다. 만약 회로부(120)가 그라운드를 포함하지 않는 경우, 보호회로부(130)를 아답터(미도시)의 그라운드에 직접 연결하여 유입된 정전기 성분을 아답터의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다.
또한, 보호회로부(130)는 회로부(120)로부터 누설 전류가 유입되는 경우, 누설 전류가 외장부(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
구체적으로 보호회로부(130)는 회로부(120) 내부에서 발생하는 누설 전류 또는 회로부(120)의 그라운드와 연결된 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 유입된 누설 전류가 외장부(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
여기서 보호회로부(130)는 회로부(120)과 같이 메인 보드 상에 탑재될 수 있고, 회로부(130)가 탑재된 메인 보드와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재될 수 있다.
이하 보호회로부(130)의 동작을 보호회로부(130)에 포함된 변환부(131) 및 스위칭부(132)를 기초로 구체적으로 설명하기로 한다.
변환부(131)는 외장부(110)를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 스위칭부(132)로 전달하는 기능을 한다.
구체적으로 정전기 성분은 그 파형이 수 GHz 대역까지 고조파가 형성되는데, 변환부(131)는 정전기 성분의 고주파 성분을 흡수하여 파형의 전압 레벨을 감소시킬 수 있다.
즉 도 5b를 참고하면, 도 5b의 좌측은 비드를 배리스터와 직렬로 연결한 후 외장부에 ESD를 인가했을 때의 비드에서의 전압 레벨을 표시한 것이고, 도 5b의 우측은 비드 없이 배리스터만은 적용하여 외장부에 ESD를 인가했을 때의 비드에서의 전압 레벨을 표시한 것이다.
도 5b에서 알 수 있듯이, 배리스터에 비드의 직렬연결로 인하여, 배리스터에 인가되는 전압의 레벨이 감소한 것을 알 수 있다.
여기서 변환부(131)가 외장부(110)를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시키는 이유는 스위칭부(132)에 고전압 레벨이 입력되는 경우, 스위칭부(132)를 구성하는 소자들이 손상되는 것을 방지하고, 스위칭부(132)가 낮을 커패시턴스 값을 갖는 소자를 사용하기 위함이다.
여기서 변환부(131)는 비드(bead), 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터과 병렬 연결된 RL회로일 수 있다.
여기서 비드란 페라이트 물질로 된 소자로서, 페라이트 코어에 선로를 관통 시키거나 또는 여러번 감아서 관통하도록 하여 구성된다.
스위칭부(132)는 회로부(120)로부터 유입되는 누설 전류가 외장부(110)로 유기되는 것을 차단하고, 외장부(110)를 통해 유입되는 정전기 성분은 회로부(120)의 그라운드로 전달하는 기능을 한다.
구체적으로 스위칭부(132)는 대전된 인체나 기계로부터 발생된 정전기 성분이 외장부(110)를 통해 유입되는 경우, 변환부(131)를 통해 전압 레벨이 감소된 정전기 성분을 스위칭부(132)와 연결된 회로부(120)의 그라운드로 전달할 수 있다.
이 경우 회로부(120)의 그라운드는 유입된 정전기 성분을 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다. 만약 회로부(120)이 그라운드를 포함하지 않는 경우, 스위칭부(132)는 아답터(미도시)의 그라운드에 직접 연결하여 유입된 정전기 성분을 아답터의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다.
또한 스위칭부(132)는 회로부(120) 내부에서 발생하는 누설 전류 또는 회로부(120)의 그라운드와 연결된 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 유입된 누설 전류가 외장부(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
여기서 스위칭부(132)는 배리스터(varistor) 또는 다이오드일 수 있다.
여기서 배리스터는 배이어블 레지스터(variable resistor)의 약칭으로, 입력되는 전압에 따라 저항을 달리하는 반도체 소자이다. 즉 배리스터는 어느 일정한 항복전압 이전까지는 전기에 대한 부도체로 작용을 하다가 항복 전압 이후에는 도체의 성질을 나타낸다. 여기서 배리스터는 대칭형 배리스터 또는 비대칭형 배리스터일 수 있다.
또한 배리스터의 커패시턴스의 값은 5pF이하인 것이 바람직하다.
즉 도 5a를 참고하면, 배리스터의 커패시턴스 값이 클수록 유입되는 누설전류가 커지는 것을 알 수 있다.
구체적으로 배리스터는 커패시턴스의 값이 낮을수록 누설전류에 효과적이나 정전기 성분에는 취약하고, 커패시턴스의 값이 클수록 누설전류에는 취약하나 정전기 성분에는 효과적이다.
따라서 배리스터의 커패시턴스의 값을 낮게 하여 누설전류에 효과적으로 할 수 있고, 이 경우 정전기 성분에 약한 문제점을 해결하기 위하여, 배리스터 전단에 비드를 구비할 수 있다.(즉 배리스터의 커패시턴스의 값이 클수록 용량성이 증대되어, 전기를 충전했다가 천천히 방전함으로써 정전기 성분에 효과적이나, 배리스터의 커패시턴스의 값이 작으면 용량성이 작아져서, 전기를 충전하지 못하고 바로 방전함으로써 정전기 성분에 취약하게 된다.)
또한, 변환부(131) 및 스위칭부(132)는 직렬연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 2에 따르면, 전자 장치(200)는 외장부(210), 회로부(220), 보호회로부(230), 도전성 테이프(241, 242)를 포함한다. 도 2에 도시된 구성요소들 중 도 1에 도시된 구성요소들과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구체적인 구조에 대해서 설명하기로 한다.
외장부(210)는 도전성 재질의 메탈 케이스로써, 회로부(220) 및 보호회로부(230)를 감싸고 있다. 여기서 노트북을 예로 설명하면, 메탈 케이스는, 노트북의 외부를 형성하는 금속 케이스일 수 있다.
여기서 외장부(210)는 메탈 케이스는 도전성 재질로 형성되는바, 대전 된 인체나 기계로부터 정전기 성분을 보호회로부(230) 및 회로부(220)로 전달할 수 있다.
여기서 외장부(210)는 도전성 테이프(241)를 통하여, 보호회로부(230)과 연결된다. 만약 외장부(210)가 도전성 테이프(241)로 연결되지 않는다면, 도전성 재질의 외장부(210)에 인가된 정전기 성분이 방전되지 않아 도전성 재질의 외장부 표면에 전자기 필드가 발생하게 되는데 이러한 Field 에 의해 PCB 의 Signal 왜곡이 발생할 수 있고, 또한 도전성 재질의 외장부에 충전된 전하가 방전되지 않고 유지될 경우 사용자가 도전성 재질의 외장부에 근접하게 되었을 경우 도전성 재질의 외장부의 전하가 사용자에게 2차 방전을 일으키게 되어 안전 사고가 발생할 수 있다.
회로부(220)는 외장부(210)의 내부에 구비되며, 전자 장치(100)를 동작 시키는 회로 부품들로 구성되어 있다. 여기서 회로부(220)는 도전성 테이프(242)를 통하여 보호회로부(230)과 연결된다.
보호회로부(230)는 도전성 테이프(241,242)를 통하여, 외장부(210) 및 회로부(220)과 연결된다.
여기서 보호회로부(230)는 메인 보드 상에 탑재된 회로부(220)와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되어, 메인 보드 상의 회로부(220) 및 외장부(210)과 도전성 테이프(241,242)를 통하여 연결된다.
즉 도 2에 따르면, 보호회로부(230)는 회로부(220)와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되는바, AS시 장착/탈착이 용이하며, 어느 전자 장치에도 공용화 작업이 용이하다.
또한, 보호회로부(230)는 비드(231)와 배리스터(232)의 직렬연결로 구성된다.
비드(231)는 외장부(210)를 통해 유입되는 정전기 성분이 도전성 테이프(241)를 통해 인가되는 경우 전압 레벨을 감소시켜 배리스터(232)로 전달한다.
배리스터(232)는 비드(231)를 통해 정전기 성분이 유입되는 경우 도체로 동작하여 인가된 정전기 성분을 도전성 테이프(242)를 통하여 회로부(220)의 그라운드로 전달한다. 이 경우 회로부(220)의 그라운드는 유입된 정전기 성분을 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다. 만약 회로부(220)이 그라운드를 포함하지 않는 경우, 배리스터(232)는 아답터(미도시)의 그라운드에 직접 연결하여 유입된 정전기 성분을 아답터의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다.
또한 배리스터(232)는 비드(231)를 통해 정전기 성분이 유입되기 전에는 부도체로 동작하여 회로부(220) 내부에서 발생하는 누설 전류 또는 회로부(220)의 그라운드와 연결된 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 유입된 누설 전류가 외장부(210)로 유기되는 것을 차단한다.
여기서 보호회로부는 비드(231)와 배리스터(232)의 직렬연결 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다음과 같은 구성으로도 가능하다.
즉 저항과 배리스터의 직렬연결, 인덕터와 배리스터의 직렬연결, 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 배리스터의 직렬연결, 저항과 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 저항에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 인덕터와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 인덕터에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 비드와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 비드에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 RL회로에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로)의 구성으로도 가능하다.
상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 의하면, 보호회로부를 구비함으로써 외부 전기장해(ESD/Surge)에 의한 영향을 최소화 하고, 시스템의 내부에서 발생하는 누설전류가 도전성 재질의 외장부로 유기되어 사용자에게 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 3에 따르면, 전자 장치(300)는 플라스틱 케이스(310), 회로부(320), 회로보호부(330), 도전성 테이프(341,342), 메탈 외장 부재(350)를 포함한다. 도 3에 도시된 구성요소들 중 도 1 및 도 2의 구성요소들과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 구체적인 구조에 대해서 설명하기로 한다. 특히 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 플라스틱 케이스(310)가 회로부(320) 및 보호회로부(330)를 감싸고 있는데, 이를 중점적으로 설명하기로 한다.
플라스틱 케이스(310)는 회로부(320) 및 보호회로부(330)를 감싸고 있다. 여기서 노트북을 예로 설명하면, 플라스틱 케이스는, 노트북의 외부를 형성하는 케이스일 수 있다. 플라스틱 케이스(310)는 도전성이 약하여 ESD 방지를 위하여 전자 장치(300)의 케이스로 사용되고 있다.
다만, 도 3에 따르면, 전자 장치(300)는 회로부(320) 및 보호회로부(330)를 감싸는 플라스틱 케이스(310) 상에 부착되는 메탈 외장 부재(350)를 포함하고 있는바, 정전기 성분이 영향을 줄 수 있다. 여기서 메탈 외장 부재(350)는 전자 장치(300)의 미관을 위해 또는, 기타 다른 용도로 사용하기 위해 플라스틱 케이스(310)상에 부착된 도전성 재질의 물질을 의미한다.
구체적으로 메탈 외장 부재(350)는 도전성 재질로 형성되는바, 대전 된 인체나 기계로부터 발생된 정전기 성분에 의하여 전기적 성질을 가질 수 있다. 이 경우 도전성 재질의 메탈 외장 부재(350)에 인가된 정전기 성분이 도전성이 약한 플라스틱 케이스(310)를 통하여 방전되지 않게 된다. 따라서 도전성 재질의 메탈 외장 부재(350)에 전자기 필드가 발생하게 되고, 또한 정전기 성분을 보호회로부(330) 및 회로부(320)로 전달할 수 있다.
회로부(320)는 플라스틱 케이스(310)의 내부에 구비되며, 전자 장치(300)를 동작 시키는 회로 부품들로 구성되어 있다. 여기서 회로부(320)는 도전성 테이프(342)를 통하여 보호회로부(330)과 연결된다.
보호회로부(330)는 도전성 테이프(341,342)를 통하여, 플라스틱 케이스(310) 및 회로부(320)과 연결된다.
여기서 보호회로부(330)는 메인 보드 상에 탑재된 회로부(320)와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되어, 메인 보드 상의 회로부(320) 및 외장부(310)과 도전성 테이프(341,342)를 통하여 연결된다.
또한, 도 3에 따르면, 보호회로부(330)는 회로부(320)와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되는바, AS시 장착/탈착이 용이하며, 어느 전자 장치에도 공용화 작업이 용이하다.
또한, 보호회로부(330)는 비드(331)와 배리스터(332)의 직렬연결로 구성된다.
비드(331)는 메탈 외장 부재(350)를 통해 발생된 전자기 필드가 도전성 테이프(341)를 통해 인가되는 경우 전압 레벨을 감소시켜 배리스터(332)로 전달한다.
구체적으로 메탈 외장 부재(350)는 도전성 재질로 형성되는바, 대전 된 인체나 기계로부터 발생된 정전기 성분에 의하여 전기적 성질을 가질 수 있다. 이 경우 도전성 재질의 메탈 외장 부재(350)에 인가된 정전기 성분이 도전성이 약한 플라스틱 케이스(310)를 통하여 방전되지 않게 된다. 따라서 도전성 재질의 메탈 외장 부재(350)에 전자기 필드(electronic/magnetic field)가 발생하게 되고, 전자기 필드에 의한 영향을 보호회로부(330)의 비드 및 배리스터를 이용하여 회로부(320)로 전달할 수 있다.
배리스터(332)는 비드(331)를 통해 전자기 필드 성분이 유입되는 경우 도체로 동작하여 인가된 정전기 성분을 도전성 테이프(342)를 통하여 회로부(320)의 그라운드로 전달한다. 이 경우 회로부(320)의 그라운드는 유입된 정전기 성분을 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다. 만약 회로부(320)가 그라운드를 포함하지 않는 경우, 배리스터(332)는 아답터(미도시)의 그라운드에 직접 연결하여 유입된 정전기 성분을 아답터의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다.
또한 배리스터(332)는 비드(331)를 통해 정전기 성분이 유입되기 전에는 부도체로 동작하여 회로부(320) 내부에서 발생하는 누설 전류 또는 회로부(320)의 그라운드와 연결된 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 유입된 누설 전류가 메탈 외장 부재(350)로 유기되는 것을 차단한다.
여기서 보호회로부는 비드(331)와 배리스터(332)의 직렬연결 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다음과 같은 구성으로도 가능하다.
즉 저항과 배리스터의 직렬연결, 인덕터와 배리스터의 직렬연결, 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 배리스터의 직렬연결, 저항과 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 저항에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(320)에 연결된 형상으로), 인덕터와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 인덕터에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(320)에 연결된 형상으로), 비드와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 비드에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(320)에 연결된 형상으로), 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 RL회로에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(320)에 연결된 형상으로)의 구성으로도 가능하다.
상술한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치에 따르면, 보호회로부를 구비함으로써 플라스틱 케이스 상부에 형성된 메탈 외장 부재로 인한 전자기 필드성분에 의한 영향을 최소화 하고, 시스템의 내부에서 발생하는 누설전류가 도전성 재질의 메탈 외장 부재로 유기되어 사용자에게 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 4에 따르면 전자 장치(400)는 회로부(420), 보호회로부(430), 메인 보드(440), PEM(450)을 포함한다. 도 4에 도시된 구성요소들 중 도 1, 도 2 및 도 3의 구성요소들과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 구체적인 구조에 대해서 설명하기로 한다.
특히 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 보호회로부(430) 및 회로부(420)가 하나의 메인 보드(440) 상에 함께 탑재되어 있는바, 이를 중점적으로 설명하기로 한다.
PEM(450)은 외장부(미도시)와 메인 보드(440)를 연결하여 고정시키는 기능을 한다.
구체적으로, PEM(450)은 SCREW HOLE을 구비하여, 외장부(미도시)와 메인 보드(440)를 고정시키고, 연결시킬 수 있다.
여기서 PEM(450)에 연결되는 외장부(미도시)는 메탈 케이스 또는 메탈 외장 부재가 부착된 플라스틱 케이스일 수 있다.
또한, PEM(450)은 보호회로부(430)과 연결된다.
보호회로부(430)는 PEM(450) 및 회로부(420)와 연결된다.
또한, 보호회로부(430)는 비드(431)와 배리스터(432)의 직렬연결로 구성된다.
비드는 외부 케이스(미도시) 및 PEM(450)을 통해 유입되는 정전기 성분이 인가되는 경우 전압 레벨을 감소시켜 배리스터로 전달한다.
배리스터(432)는 비드(431)를 통해 정전기 성분이 유입되는 경우 도체로 동작하여 인가된 정전기 성분을 회로부(420)의 그라운드로 전달한다. 이 경우 회로부(420)의 그라운드는 유입된 정전기 성분을 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다. 만약 회로부(420)가 그라운드를 포함하지 않는 경우, 배리스터(432)는 아답터(미도시)의 그라운드에 직접 연결하여 유입된 정전기 성분을 아답터의 그라운드를 통해 외부로 방전되도록 할 수 있다.
또한 배리스터(432)는 비드(431)를 통해 정전기 성분이 유입되기 전에는 부도체로 동작하여 회로부(420) 내부에서 발생하는 누설 전류 또는 회로부(420)의 그라운드와 연결된 아답터(미도시)의 그라운드를 통해 유입된 누설 전류가 외부 케이스로 유기되는 것을 차단한다.
여기서 보호회로부는 비드(431)와 배리스터(432)의 직렬연결 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다음과 같은 구성으로도 가능하다.
즉 저항과 배리스터의 직렬연결, 인덕터와 배리스터의 직렬연결, 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 배리스터의 직렬연결, 저항과 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 저항에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 인덕터와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 인덕터에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 비드와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 비드에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로), 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로와 다이오드의 직렬연결(애노드 단이 RL회로에 연결되고, 캐소드 단이 회로부(220)에 연결된 형상으로)의 구성으로도 가능하다.
메인 보드(440)는 보호회로부(430) 및 회로부(420)를 함께 탑재한다. 즉 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치(400)에 의하면, 보호회로부(430)를 서브 보드로 별도로 구비하지 않고, 한 개의 메인 보드(440)상에 함께 구비할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치에 의하면, 도전성 재질의 외장부를 구비하는 경우, 외부 전기장해(ESD/Surge)에 의한 영향을 최소화 하고, 시스템의 내부에서 발생하는 누설전류가 도전성 재질의 외장부로 유기되어 사용자에게 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
도 5a는 배리스터의 커패시턴스와 누설 전류를 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5a 에서 알 수 있듯이, 배리스터의 커패시턴스 값이 클수록 누설전류가 커지는 것을 알 수 있다.
즉 배리스터는 커패시턴스의 값이 낮을수록 누설전류에 효과적이나 정전기 성분에는 취약하고, 커패시턴스의 값이 클수록 누설전류에는 취약하나 정전기 성분에는 효과적이다.
누설 전류를 효과적으로 막기 위하여, 배리스터의 커패시턴스의 값은 한정 되지 않으나, 5pF 이하로 하는 것이 바람직할 것이다.
도 5b는 비드의 유무에 따른 배리스터에 인가되는 전압 값을 나타낸 그래프 이다.
도 5b의 좌측은 비드를 배리스터와 직렬로 연결한 후 외장부에 ESD를 인가했을 때의 비드에서의 전압 레벨을 표시한 것이고, 도 5b의 우측은 비드 없이 배리스터만은 적용하여 외장부에 ESD를 인가했을 때의 비드에서의 전압 레벨을 표시한 것이다.
도 5b에서 알 수 있듯이, 배리스터에 비드의 직렬연결로 인하여, 배리스터에 인가되는 전압의 레벨이 감소한 것을 알 수 있다.
즉 도 5a에 나타나듯이, 배리스터의 커패시턴스의 값을 작게 할 경우 ESD에 취약하나, 비드를 직렬연결 함으로써, 배리스터에 인가되는 전압의 레벨을 감소시켜서, 배리스터의 손상을 막을 수 있고, 배리스터의 커패시턴스를 작은 값으로 할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 전자 장치 110 : 외장부 120 : 회로부 130 : 보호회로부 131 : 변환부 132 : 스위칭부 200 : 전자 장치 210 : 메탈 케이스
220 : 회로부 230 : 보호회로부
241 : 도전성 테이프 242 : 도전성 테이프
300 : 전자 장치 310 : 플라스틱 케이스
320 : 회로부 330 : 보호회로부
341 : 도전성 테이프 342 : 도전성 테이프
350 : 메탈 외장 부재 400 : 전자 장치
420 : 회로부 430 : 보호회로부
440 : 메인보드 450 : PEM

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    도전성 재질의 외장부;
    회로 부품을 포함하는 회로부;
    상기 외장부와 상기 회로부 사이에 연결된 보호회로부;를 포함하며,
    상기 보호회로부는,
    상기 회로부로부터 유입되는 누설 전류가 상기 외장부로 유기되는 것을 차단하고, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분은 상기 회로부의 그라운드로 전달하는 배리스터; 및,
    상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 상기 배리스터로 전달하는 변환부;를 포함하며,
    상기 배리스터와 상기 변환부는 직렬 연결되며, 상기 변환부는, 상기 배리스터에 직렬 연결되는 비드, 저항, 인덕터 및 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로 중 어느 하나인, 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배리스터는, 캐소드 단이 상기 회로부에 연결된 다이오드이고,
    상기 변환부는, 상기 다이오드의 애노드 단에 연결된 비드, 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로인 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회로부는 메인 보드 상에 탑재되고,
    상기 보호 회로부는 상기 메인 보드와 별도로 마련된 서브 보드 상에 탑재되어, 상기 메인 보드 상의 상기 회로부 및 상기 외장부와 도전성 테이프를 통해 각각 연결되는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회로부 및 상기 보호회로부는 하나의 메인 보드 상에 함께 탑재되고,
    상기 보호회로부는, 상기 메인 보드 상에서, 상기 외장부와 상기 메인 보드를 연결하는 펨(PEM)과 상기 회로부 사이에 직렬 연결된 전자 장치.
  7. 제1항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외장부는, 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 메탈 케이스인 전자 장치.
  8. 제1항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외장부는, 상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 플라스틱 케이스 에 부착되는 메탈 외장 부재인 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배리스터는,
    커패시턴스가 5pF이하인 전자 장치.
  10. 전자 장치에 사용 가능한 보드에 있어서,
    상기 전자 장치의 회로 부품을 포함하는 회로부와 상기 전자 장치의 외장을 형성하는 도전성 재질의 외장부 사이에 연결된 보호회로부;를 포함하며,
    상기 보호회로부는,
    상기 회로부로부터 유입되는 누설 전류가 상기 외장부로 유기되는 것을 차단하고, 상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분은 상기 회로부의 그라운드로 전달하는 배리스터; 및,
    상기 외장부를 통해 유입되는 정전기 성분의 전압 레벨을 감소시켜 상기 배리스터로 전달하는 변환부;를 포함하며,
    상기 배리스터와 상기 변환부는 직렬 연결되며, 상기 변환부는, 상기 배리스터에 직렬 연결되는 비드, 저항, 인덕터 및 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로 중 어느 하나인 보드.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 배리스터는, 캐소드 단이 상기 회로부에 연결된 다이오드이고,
    상기 변환부는, 상기 다이오드의 애노드 단에 연결된 비드, 저항, 인덕터 또는 저항과 인덕터가 병렬연결된 RL회로인 보드.
  14. 제10항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외장부는,
    상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 메탈 케이스 또는
    상기 회로부 및 상기 보호회로부를 감싸는 플라스틱 케이스에 부착되는 메탈 외장 부재인 보드.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 배리스터는,
    커패시턴스가 5pF이하인 보드.




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