KR102436766B1 - 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 pcb 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 신호가 입력되는 신호 입력부, 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판, 상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되어, 제1 기판과 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴을 포함하는 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판에 관한 것이다.

Description

과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판 {Printed circuit board containing a fuse for blocking overcurrent}

본 발명은 외부 신호가 입력되는 신호 입력부, 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판, 상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되어, 제1 기판과 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴을 포함하는 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판에 관한 것이다.

일상 생활에서부터 산업 현장에 이르기까지, 동축 케이블 또는 RF 케이블 등을 사용하는 TV, 모니터, 컴퓨터 등 디스플레이 장치는 폭넓은 용도로 사용되고 있다. 이러한 디스플레이 장치들은 도 2a와 같이 외부 선로와 직접 연결되는 장치에서, 외부 선로와 전위차가 발생하여 천둥번개와 같은 대전류가 흐르면, 연결부에 열이 발생하게 되어 화재가 발생할 가능성이 높아지게 된다.

이러한 디스플레이 장치의 경우, 소비전력 또는 전류를 공급하는 경우에 대한 퓨즈는 두꺼비집 등을 이용하여 누전을 방지하고 있지만, 외부에서 디스플레이 장치로 직접 연결되는 동축 케이블 또는 RF 케이블의 경우 별도의 방지 장치가 존재하지 않아 화재의 발생 가능성이 충분히 존재하고 있다.

이로 인하여, 외부 낙뢰 및 고압 전류가 디스플레이 장치에 직접적으로 인가되는 경우, 화재가 발생하게 되면 제조물책임법이 적용되는 사고가 발생하며, 디스플레이 장치의 누전으로 인한 화재 발생시 제조사에게 손해 배상을 물릴 수 있게 된다. 최근에는, 화재의 가능성을 최대한 줄일 수 있는 디스플레이 장치의 개발이 진행되고 있다.

또한, 동축 케이블 자체에서 퓨즈를 포함하는 방식도 고려되고 있지만, 도 2b와 같은 동축케이블의 구조는 심선을 외부 도체가 차폐역할을 하고 있으며, 외부 도체가 접지 역할을 하게 된다. 이 때, 동축 케이블의 외부 도체를 퓨즈로 사용하게 되면, 차폐 및 신호의 손실이 발생하게 되며 이를 실제로 구현하는 방법도 어렵게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 기존의 디스플레이 장치의 PCB 기판이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, PCB 기판 상에 패턴을 형성하는 경우 복수의 퓨즈를 형성하여, 화재 발생을 방지하는 디스플레이 장치 및 PCB 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 외부 신호가 입력되는 신호 입력부, 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판, 상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판, 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 신호 입력부가 RF 케이블, 동축 케이블 중 적어도 하나의 입력 단자가 접속되어, RF신호 또는 무선 주파수 신호를 포함하는 외부 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴이 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 패턴을 PCB 기판 상에서 형성하는 동시에, PCB 패턴으로 퓨즈 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴이 PCB 기판 전면에 4개, PCB 기판 배면에 3개가 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴은 각각의 퓨즈 패턴의 두께는 25μm, 폭은 0.1mm, 길이는 3cm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴이 각각의 퓨즈 패턴 사이의 일정한 거리를 유지하며 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 신호 입력부와 상기 제1 기판 사이에 형성되어, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제2 퓨즈 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판은, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴 및 상기 복수의 제2 퓨즈 패턴이 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 은(Ag), 니크롬(Ni-Cr합금) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 신호 입력부는 55MHz 내지 1GHz의 외부 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 전자 장치는, 외부 신호가 입력되는 신호 입력부, 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판, 상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판, 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

종래의 디스플레이 장치의 PCB 기판에 대비하여, 본 발명에 따르면 PCB 기판 상에 패턴을 형성하는 경우 복수의 퓨즈를 형성하게 되어, 화재 발생을 방지하는 디스플레이 장치 및 PCB 기판을 제공할 수 있다. 이 때, 디스플레이 장치 또는 전자 장치가 부분적/전부 파손되더라도, 집안 또는 사무실의 화재를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판 및 디스플레이 장치는, 외부로부터 직접 연결될 수 있는 RF케이블 또는 동축 케이블과 디스플레이 장치 사이에 퓨즈를 형성함으로써, 종래의 디스플레이 장치가 외부로부터 직접 연결되는 RF케이블 또는 동축 케이블간의 방지 기능이 없어 화재 발생의 가능성이 높은 단점을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판 및 디스플레이 장치는, PCB 패턴으로 형성되는 퓨즈를 적절한 개수, 두께, 폭, 길이로 형성함으로써, 전송 선호가 너무 얇으면 RF 신호의 감도를 떨어지게 되는 단점을 극복함과 동시에 퓨즈 역할을 함께 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판 및 디스플레이 장치는, 복수의 퓨즈 패턴을 형성함으로써 전송 감도에 대한 충분한 보장을 할 수 있게 되며, 신호 입력부와 제1 기판 사이 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 각각 복수의 퓨즈 패턴을 형성함으로써 화재 발생을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판을 나타내는 구성도이다.
도 2a, 도 2b는 종래의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 전자 장치를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판 및 입력부에 입력되는 케이블을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판을 나타내는 구성도이다.
도 5a, 도 5b는 종래의 일 실시예에 따른 PCB 기판을 나타내는 예시도이다.
도 6a, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 제1 퓨즈 패턴이 포함된 PCB 기판을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 제2 퓨즈 패턴이 포함된 PCB 기판을 나타내는 예시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판을 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판(100)은 신호 입력부(110), 제1 기판(120), 제2 기판(130), 복수의 제1 퓨즈 패턴(140), 복수의 제2 퓨즈 패턴(150)을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판을 나타내는 구성도이다.

도 4를 참조하면, 신호 입력부(110)는 외부 신호가 입력된다. 이 때, 신호 입력부는, 도 2a 및 도 3과 같이 RF 케이블, 동축 케이블 중 적어도 하나의 입력 단자가 접속되어, RF신호 또는 무선 주파수 신호를 포함하는 외부 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다. 또한, 신호 입력부는 55MHz 내지 1GHz의 외부 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

제1 기판(120)은 상기 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송한다.

제2 기판(130)은 제1 기판 및 복수의 퓨즈 패턴을 거친 외부 신호를 수신하며, 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장된다. 이 때, 복수의 부품은 아날로그 또는 디지털 TV 신호를 컴퓨터에 연결하기 위해 사용하는 장치인 TV 튜너, 송수신 장치, 채널 송국 장치 등을 포함할 수 있다.

이 때, 제1 기판(120) 및 제 2기판(130)은 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현하고, 절연물 상에서 전기도체를 재현하는 PCB 기판으로 이루어질 수 있다.

복수의 제1 퓨즈 패턴(140)은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단한다.

또한, 복수의 제2 퓨즈 패턴(150)은 도 7과 같이 상기 신호 입력부와 상기 제1 기판 사이에 형성되어, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단한다.

이러한 제1 퓨즈 패턴 또는 제2 퓨즈 패턴의 경우, 패턴에 규정 값 이상의 과도한 전류가 계속 흐르지 못하게 자동적으로 차단하는 장치로, 과전류가 흐를 경우 전류에 의해 발생하는 열로 퓨즈가 녹아서 끊어지게 된다. 또한, 상기 복수의 제1 퓨즈 패턴 및 상기 복수의 제2 퓨즈 패턴은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 은(Ag), 니크롬(Ni-Cr합금) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

각 물질별 저항

물질	고유저항	%전도율	온도계수
순동	1.7241	100	0.00393
경동선	1.7774	97	0.00381
아연도금철선	13.262	13	-
순알루미늄	2.733	63.3	0.0042
순니켈	7.500	23.1	0.0054
은	1.585	109	0.00405
니크롬1	109.0	1.57	0.00019
니크롬2	112.0	1.54	0.000172

또한, 복수의 제1 퓨즈 패턴은, PCB 기판 전면에 4개, PCB 기판 배면에 3개를 형성할 수 있으며, 각각의 퓨즈 패턴의 두께는 25μm, 폭은 0.1mm, 길이는 3cm인 것을 특징으로 하며, 각각의 퓨즈 패턴 사이의 일정한 거리를 유지하며 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 퓨즈 패턴은 PCB 기판의 형상, 모양, 형태, 두께, 제1 기판 및 제2 기판의 위치 등에 따라서 RF 신호 손실 및 퓨즈 용단 효율에 따라 퓨즈 패턴의 두께, 폭, 길이와 전면/배면에 형성되는 수가 달라질 수 있다. 또한, 퓨즈 패턴 사이에 일정한 거리가 유지하게 되면 대전류가 전자 장치로 유입될 때 복수의 퓨즈 패턴에 균등하게 분산됨으로써, 화재의 발생을 더 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b를 참조하면, 복수의 제1 퓨즈 패턴 및 복수의 제2 퓨즈 패턴의 구성이 개시되어 있다. 도 5a 및 도 5b는 종래의 PCB 기판의 전면과 배면을 나타내는 예시도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 퓨즈 패턴이 형성된 PCB 기판의 전면과 배면을 나타내는 예시도이다.

이러한 복수의 제1 퓨즈 패턴 또는 복수의 제2 퓨즈 패턴은, 제1 기판 및 제2 기판을 형성한 이후 별도로 퓨즈를 부가할 수도 있으며, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 패턴을 PCB 기판 상에서 형성하는 동시에, PCB 패턴으로 퓨즈 패턴을 형성할 수도 있다.

이 때, 퓨즈 패턴은 일반적인 PCB 패턴 형성과 같은 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연체에 동 도금을 한 동박이 형성된 기판에 이미지 필름을 코팅하고, 동박을 부분적으로 녹여 절연체가 노출되도록 하여 이미지 패턴을 형성하여 에칭하고, 에칭을 통해 기판에 남은 이미지 패턴에 레이저빔을 조사하여 이미지패턴의 넓이가 부분적으로 갖도록 하며, 기판에 형성된 이미지패턴을 제외한 이미지필름 또는 잔존물을 제거하여 박리한다.

한편, 본 발명의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 전자 장치는, 외부 신호가 입력되는 신호 입력부, 상기 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판, 상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴을 포함할 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: PCB 기판
110: 신호입력부
111: 외부피복
112: 외부도체
113: 절연체
114: 내부도체
120: 제1 기판
130: 제2 기판
140: 복수의 제1 퓨즈패턴
150: 복수의 제2 퓨즈패턴

Claims (10)

1. 외부 신호가 입력되는 신호 입력부;
   상기 신호 입력부로부터 상기 외부 신호를 입력받으면, 상기 외부 신호를 복수의 퓨즈 패턴을 거쳐 제2 기판으로 전송하는 제1 기판;
   상기 외부 신호를 처리하는 복수의 부품이 실장되는 제2 기판;
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제1 퓨즈 패턴; 및
   상기 신호 입력부와 상기 제1 기판 사이에 형성되어, 상기 신호 입력부로부터 입력된 외부 신호가 기 설정된 이상의 전류인 경우 용단하는 복수의 제2 퓨즈 패턴;
   을 포함하되,
   상기 신호 입력부는,
   RF 케이블, 동축 케이블 중 적어도 하나의 입력 단자가 접속되어, RF신호 또는 무선 주파수 신호를 포함하는 외부 신호가 입력되고,
   상기 복수의 제1 퓨즈 패턴은 PCB 기판의 상면과 하면 각각에 복수개로 나뉘어 형성되며,
   상기 복수의 제1 퓨즈 패턴 및 상기 복수의 제2 퓨즈 패턴은,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 패턴이 PCB 기판 상에서 형성되는 것과 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는, 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 제1 퓨즈 패턴은,
   PCB 기판 전면에 4개, PCB 기판 배면에 3개가 형성되는 것을 특징으로 하는 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 제1 퓨즈 패턴은,
   각각의 퓨즈 패턴의 두께는 25μm, 폭은 0.1mm, 길이는 3cm인 것을 특징으로 하는 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 제1 퓨즈 패턴은,
   각각의 퓨즈 패턴 사이의 일정한 거리를 유지하며 형성되는 것을 특징으로 하는 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 PCB 기판.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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