KR20040088741A

KR20040088741A - 전도성 외장물을 갖는 전화기에서의 이에스디 방지 장치

Info

Publication number: KR20040088741A
Application number: KR1020030022739A
Authority: KR
Inventors: 김성경
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-10-20

Abstract

본 발명은 수지 기구물로 구성된 외관에 전도성 외장물이 형성된 전화기에서 ESD를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 ESD 방지 장치는 상기 수지 기구물의 일측에 형성된 기구 스크류 체결용 개구; 상기 개구를 관통하여 전도성 외장물과 접촉하는 전도성 재료로 된 기구 스크류; 및 한쪽에 형성된 링 모양의 단부를 통해 상기 스크류와 결합하고 있는 전도성 와이어를 포함하며, 상기 와이어의 다른 한쪽 단부는 전화기 내부의 PCB에 연결되어, 상기 전도성 외장물에 인가된 ESD가 기구 스크류와 와이어를 차례로 통과하여 상기 PCB를 통해 방전되도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, ESD로 인해 전화기에서의 사용이 제약되어 왔던 미러재질과 같은 전도성 외장물 재료의 사용이 가능하며, 종래의 경우보다 간단하고 저렴하게 ESD 방지 장치를 생산할 수 있다.

Description

전도성 외장물을 갖는 전화기에서의 이에스디 방지 장치{A device for protecting a telephone having conductive exterior material from ESD}

본 발명은 전도성 외장물을 갖는 전화기에서 ESD를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외관에 전도성 알루미늄을 증착 또는 도금하거나 미러 판넬로 가공한 미러재질의 전도성 외장물을 갖는 전화기에서 ESD의 침투로 인해 전화기의 내부 회로가 파손되는 것을 막기 위한 효과적인 ESD 방지 장치에 관한 것이다.

최근, 전자제품의 외관을 미려하게 하기 위한 신소재로서 종래의 플라스틱 재질이 아닌 '하프미러(half-mirror)' 재질을 채택한 제품이 각광받고 있다. 하프미러 재질은 고급스런 느낌을 주어 생활가전에 채택할 경우 인테리어 효과를 기대할 수 있기 때문에, 특히 오디오 제품에서 하프미러 재질이 주로 채택되고 있으며, 최근에는 주방가전에까지 도입되고 있는 추세이다.

이러한 하프미러는 아크릴 판에 알루미늄이나 크롬·니켈 등을 증착시켜 마치 거울처럼 보이게 하는 신소재이다. 하프미러는 거울같은 반사효과 외에도 반투명의 투시감까지 제공해 일본에서 워크맨에 도입한 이후 국내에서도 휴대폰과 오디오 제품에 주로 채택돼 왔다. 비록 하프미러는 가격이 일반 아크릴 소재에 비해 비싸지만 고급스런 분위기를 연출하기 때문에 디지털 제품의 디자인 소재로 부상하고 있다.

그러나, 상기와 같은 하프미러 재질은 표면이 알루미늄과 같은 전도성 재질이기 때문에, 정전기 또는 정전기 방전(electro-static discharge; ESD)에 취약한문제점이 있다.

도 1은 외관에 전도성 외장물이 채택된 전자 제품이 정전기에 의해 손상되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 전도성 외장물이 채택된 전자 제품에서, 전도성 외장물(1)은 아크릴 수지와 같은 절연성 수지 기구물(2) 위에 형성되기 때문에 내부의 인쇄회로기판(PCB)(3)과 직접 접촉하지는 않는다. 그러나, 외부에 노출된 전도성 외장물(1)에 정전기(ESD)가 인가되면, 도전성이 있는 전도성 외장물(1)과 PCB(3)는 마치 평판콘덴서의 양 전극의 역할을 하게 되고 절연성 수지 기구물(2)은 평판콘덴서의 유전체 역할을 하게 된다. 따라서, 전도성 외장물(1)과 PCB(3)가 기구물(2)로 분리되어 있더라도, 외장물에 정전기(ESD)가 인가되는 순간, 전자 제품의 내부에 전기장이 형성되어 외장물(1)에 유기된 ESD가 그대로 PCB(3)에 전달된다. 그 결과, 전자 제품의 CPU가 리셋되거나 회로가 파손되는 등 심각한 손상을 줄 수가 있다.

따라서, 전도성 외장물이 채택된 전자 제품의 경우, 상기 전도성 외장물에 인가된 ESD가 PCB로 전달되는 것을 방지할 필요가 있다. 이를 위한 종래의 장치를 보면, 전도성 외장물과 내부 회로의 접지를 직접 연결하여 ESD의 인가시 ESD가 내부 회로 접지를 통해 방전되도록 하고 있다.

도 2를 참조하여, ESD를 방지하기 위한 종래의 기술을 보다 구체적으로 설명하자면, 종래의 경우, 제품의 외부 표면에 형성되어 있는 전도성 외장물(1)과 제품 내부에 설치되어 있는 PCB(3)를 직접 연결하기 위해 별도의 금속 부품(4)을 절삭 가공하여, 상기 금속 부품(4)의 일측 단부를 케이스 내부의 회로접지에 접촉케 하고 다른 측 단부를 케이스 사이로 인출하여 케이스 표면의 전도성 외장물(1)과 접촉케 하였다.

그러나, 이러한 종래의 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 종래의 기술은 전도성 외장물(1)과 내부의 회로접지를 직접 연결하여 ESD로 인한 PCB 회로(3)의 전기적 충격을 완화하기는 하였지만, 여전히 ESD의 인가로 인한 회로의 손상 가능성을 완전히 제거하지는 못하였다. 실험에 의하면, ESD의 전기적 세기가 8kV 정도인 경우에는 제품을 어느 정도 보호할 수 있었으나, 10kV 이상인 경우에는 ESD 방지 장치가 제대로 기능하지 않고 회로의 손상을 가져오게 되었다.

또한, 종래의 기술에 의하면, 외장물(1)과 내부회로(3)의 접지를 연결하기 위한 별도의 금속 가공물(4)을 필요로 하기 때문에 재료비가 많이 소요되고, 조립공정이 복잡해져 제품 단가가 높아지는 문제가 있다. 더욱이, 제품 모델에 따라 케이스의 모양이 달라지면 상기 연결용 금속 가공물(4)의 형상 또한 변형될 필요가 있다.

이러한 문제로 종래에는, 비록 디자인 상의 장점에도 불구하고, 전도성 소재의 외장물을 사용하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 전도성 외장물에 ESD가 인가되더라도 그로 인한 전기적충격이 PCB에 전달되어 회로가 손상되는 것을 완전히 방지하기 위한 ESD 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 하나의 목적은 별도의 연결용 금속 가공물 없이도 전도성 외장물과 PCB 사이를 연결하여 조립이 간단하고 저렴한 ESD 방지 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 외관에 전도성 외장물이 채택된 전자 제품이 정전기에 의해 손상되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 종래의 기술에 의한 ESD 방지 장치의 구조를 도시하는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 ESD 방지 장치의 구조를 상세히 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명에 의해 ESD가 방전되는 경로를 도시한다.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1.....전도성 외장물 2.....절연성 수지 기구물

3.....PCB 4.....금속 가공물

5.....기구 보스 6.....기구 스크류

7.....링 터미널 8.....와이어

9.....커넥터

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 수지 기구물로 구성된 외관에 전도성 외장물이 형성된 전화기에서 정전기(electro-static discharge; ESD)를 방지하기 위한 본 발명은, 상기 수지 기구물의 일측에 형성된 기구 스크류 체결용 개구; 상기 개구를 관통하여 전도성 외장물과 접촉하는 전도성 재료로 된 기구 스크류; 및 한쪽에 형성된 링 모양의 단부를 통해 상기 스크류와 결합하고 있는 전도성 와이어를 포함하고, 상기 와이어의 다른 한쪽 단부는 전화기 내부의 PCB에 연결되어, 상기 전도성 외장물에 인가된 ESD가 기구 스크류와 와이어를 차례로 통과하여 상기 PCB를 통해 방전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이제, 도 3을 참조로, 본 발명에 의한 ESD 방지 장치의 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 3(a)는 본 발명에 의한 ESD 방지 장치의 구조를 상세히 도시하는 단면도이다. 전화기는 통상 절연성 수지로 된 기구물(2)을 사용하여 외부 케이스를 형성한다. 상기 기구물(2)의 재료로는 예컨대 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 상기 전화기의 절연성 수지 기구물(2) 상에는, 전화기의 외관을 미려하게 하고 고급스런 느낌을 주기 위해, 알루미늄이나 크롬·니켈 등과 같은 전도성 외장물(1)을 증착한다.

이미 설명한 바와 같이, 이렇게 수지 기구물(2) 상에 전도성 외장물(1)을 형성한 경우 ESD로부터 전화기 내부 회로를 보호하기 위한 ESD 방지 장치를 필요로 한다. 이를 위해, 본 발명에서는 상기 수지 기구물(2)의 어느 한측에 상기 수지 기구물(2)을 완전히 관통하는 기구 스크류 체결용 개구를 형성하였다. 도 3(a)에 도시되어 있듯이, 상기 개구에는 나사 형태의 기구 스크류(6)가 삽입된다. 따라서, 상기 개구의 내벽에는 양호하게는 나사산이 형성되어 있는 것이 좋다. 상기 기구 스크류(6)는 PCB(3)에 연결되어 있는 와이어(8)와 상기 전도성 외장물(1)을 전기적으로 연결하기 위한 것이다. 따라서, 상기 기구 스크류(6)는 전도성 재료로 구성되어 있어야 하며, 또한 상기 기구물(2)을 관통하여 기구물(2)의 상부 표면에 형성되어 있는 상기 전도성 외장물(1)과 접촉하여야 한다.

와이어(8)를 상기 기구 스크류(6)에 용이하게 결합시키기 위해, 본 발명에서는 상기 와이어(8)의 한쪽 단부에 고리 모양의 단부(이하, 링 터미널)(7)를 형성하였다. 상기 링 터미널(7)이 한쪽 단부에 형성된 와이어(8)는 도 3(b)에 도시된 방법으로 결합된다. 즉, 와이어(8)의 한쪽 단부에 형성된 고리 모양의 링 터미널(7)을 상기 기구 스크류(6)에 끼우고, 상기 링 터미널(7)이 끼워져 있는 기구 스크류(6)를 기구물(2)의 개구에 삽입하여 전도성 외장물(1)과 접촉하도록 함으로써, 결국 상기 전도성 외장물(1)과 상기 와이어(8)가 전기적으로 결합하게 된다. 이 때, 스크류(6)가 기구물(2)에 보다 확실하고 강력하게 고정되어 있고, 상기 스크류(6)와 기구물(2) 사이의 표면이 마모되는 것을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스크류(6)와 기구물(2) 사이에 기구 보스(5)를 삽입할 수 있다.

와이어(8)의 다른 한쪽 단부는 전화기 내부의 PCB(3)로 연결되어, 상기 전도성 외장물(1)에 인가된 정전기(ESD)가 와이어(8)를 따라 PCB(3)로 흐를 수 있도록 한다. 와이어(8)를 상기 PCB(3)에 연결할 때는 납땜을 이용할 수도 있으나, 그럴 경우, 작업 조건이나 작업자에 따라 품질이 균일하지 않게 되고, 공정도 복잡하게 되며, 와이어(8)의 탈착이 용이하지 않으므로, 납땜 대신에 커넥터(9)를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 와이어(8)와 결합하기 위한 커넥터(9)를 상기 PCB(3) 위에 장착하고, 와이어(8)의 상기 다른 한쪽 단부에는 상기 와이어(8)가 상기 커넥터(9)에 간단하게 삽입되어 도통될 수 있도록 금속 단자를 형성하면, 상기 금속 단자를 단순히 커넥터(9)에 꽂는 것 만으로 간단히 와이어(8)가 PCB(3)에 전기적으로 연결될 수 있다.

이 때, 도 3(c)에 도시되어 있듯이, 전화기의 일반 스피커에 달려 있는 2 개의 와이어와 상기 ESD 방전용 와이어(8)를 함께 묶어 3 쌍의 와이어로 하고, 이 3쌍의 와이어 단부에 3 쌍의 단자를 형성한 다음, 전화기 내부의 PCB 상에 상기 3 쌍의 단자가 결합될 수 있는 커넥터(9)를 장착하면, 단 한번의 작업으로 일반 스피커의 배선 작업과 ESD 방전용 와이어(8)의 배선 작업을 동시에 수행할 수 있어 작업성이 개선될 수 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 전도성 외장물(1)에 인가된 ESD는 기구 스크류(6)와 링 터미널(7), 와이어(8)를 차례로 경과하여 PCB(3)를 통해 방전된다. 여기서, PCB(3)를 통한 방전은 종래의 기술과 같이 PCB(3)의 내부회로 접지를 통해 이루어질 수도 있다. 그러나, 보다 효율적이고 확실한 ESD의 방전을 위해서는 내부회로 접지 보다는 일반 국선 전화선로를 통해 방전하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 본 발명에서는 어레스터(arrestor)(도시되지 않음)를 사용하는 것이 바람직하다. 어레스터는 일정한 전압 이하일 경우에는 TURN OFF 상태이지만, 일정한 전압 이상이 되면 스위칭하여 TURN ON 상태로 되는 성질을 갖는 회로 소자이다. 이러한 어레스터는 회로나 전기기기에 고전압이 침입할 우려가 있는 경우, 이를 고전압으로부터 보호하기 위해 설치되는 것으로, 정상 전압이 인가될 때에는 전류가 흐르지 않으나 이상 고전압이 침입하였을 경우에는 도전성의 전로가 되어 회로나 전기기기에 고전압이 걸리는 것을 막아주는 기능을 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 커넥터(9)를 통해 PCB(3)에 결합되어 있는 와이어(8)는 상기 PCB(3)의 내부 배선을 따라 상기 어레스터의 한쪽 단부와 전기적으로 연결된다. 어레스터의 다른 한쪽 단부는 일반 국선 전화선로와 전기적으로 연결되어 있다. 통상적인 경우에는, 어레스터가 OFF 상태이므로 상기 와이어(8)와 일반 국선 전화선로는 서로 전기적으로 개방되어 있다. 그러나, 전도성 외장물(1)에 고전압의 ESD가 인가되면 상기 어레스터는 TURN ON 상태로 되어 상기 와이어(8)와 일반 국선 전화선로가 전기적으로 단락되고, 이에 따라, 상기 전도성 외장물(1)에 인가된 ESD는 상기 일반 국선 전화선로를 따라 방전된다. 이렇게 일반 국선 전화선로를 따라 ESD가 방전되면 내부의 회로에는 전혀 영향을 미치지 않게 된다.

통상, 본 발명에서는 300V 내지 400V 에서 TURN ON 상태로 되는 어레스터를 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 상기와 같은 어레스터를 사용하지 않고 와이어(8)와 일반 국선 전화선로를 직접 전기적으로 연결하는 경우에도 전도성 외장물(1)에 인가된 ESD의 방전은 가능하지만, 이 경우에는, 전화기가 내전압 시험규격을 만족하지 못하게 되는 문제가 있다.

도 4는, 본 발명에 의한 ESD 방지 장치에서 전도성 외장물(1)에 ESD가 인가된 경우, 상기 전도성 외장물(1)에 인가된 ESD가 흐르는 경로를 도시하고 있다. 즉, 알루미늄과 같은 수지 기구물(2) 상의 전도체로부터 스크류(6)로, 스크류(6)에서 링 터미널(7)로, 링 터미널(7)에서 와이어(8)로, 와이어(8)에서 커넥터(9)로, 커넥터(9)에서 PCB(3)로 방전되거나, 보다 바람직하게는 상기 PCB(3)를 통해 어레스터로, 어레스터에서 다시 일반 국선 전화선로를 통해 최종적로 ESD가 유기/방전된다.

본 발명에 의하면, 전화기의 외장 표면에 인가된 정전기(ESD)가 전화기 내부의 회로에 아무런 영향을 주지 않고 일반 국선 전화선로를 통해 완벽하게 방전되므로, 종래와 같이 10kV 이상의 ESD가 인가될 경우 ESD 방지 장치가 제대로 작동하지 않아 그로 인한 전기적 충격으로 회로가 손상되는 일이 없다. 따라서, 본 발명을 이용할 경우, ESD로 인해 전화기에서의 사용이 제약되어 왔던 미러재질과 같은 전도성 외장물 재료를 제약없이 사용할 수 있다.

또한, 본원에 의한 ESD 방지 장치는, 종래와 같은 별도의 내부회로 접지 연결용 금속 가공물을 이용하지 않고, 기구물(2)을 관통하는 전도성 스크류(6)가 전도성 외장물(1)과 전기적으로 접촉하는 구조이기 때문에, 종래의 경우보다 간단하고 저렴하게 조립할 수 있으며, 제품 모델에 따라 케이스의 모양이 달라지더라도 영향을 받지 않는다.

Claims

수지 기구물로 구성된 외관에 전도성 외장물이 형성된 전화기에서 ESD를 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 ESD 방지 장치는:

상기 수지 기구물의 일측에 형성된 기구 스크류 체결용 개구;

상기 개구를 관통하여 전도성 외장물과 접촉하는 전도성 재료로 된 기구 스크류; 및

한쪽에 형성된 고리 모양의 단부를 통해 상기 스크류와 결합하고 있는 전도성 와이어를 포함하며,

상기 와이어의 다른 한쪽 단부는 전화기 내부의 PCB에 연결되어, 상기 전도성 외장물에 인가된 ESD가 기구 스크류와 와이어를 차례로 통과하여 상기 PCB를 통해 방전되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전화기에서의 ESD 방지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 ESD 방지 장치는 소정의 전압 이상일 경우 턴온되는 성질을 갖는 어레스터를 더 포함하며, 상기 어레스터는 한쪽 단부가 상기 와이어와 연결되고 다른 한쪽 단부가 전화기의 일반 국선 전화선로와 연결되도록 상기 PCB 상에 장착되어, 와이어로 전달된 고압의 ESD가 상기 어레스터를 통해 일반 국선 전화선로로 방전되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전화기에서의 ESD 방지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전화기 내부의 PCB 기판에는 상기 와이어와 결합하기 위한 커넥터가 장착되어 있고, 와이어의 상기 다른 한쪽 단부에는 상기 커넥터에 간단하게 삽입되어 도통될 수 있도록 금속 단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전화기에서의 ESD 방지 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

전화기의 일반 스피커에 달려 있는 2 개의 와이어의 단부들과 상기 ESD 방전용 와이어의 단부에 3 쌍의 단자를 형성하고, 전화기 내부의 PCB 상에 상기 3 쌍의 단자가 결합될 수 있는 커넥터를 장착하여, 단 한번의 작업으로 일반 스피커의 배선 작업과 ESD 방전용 와이어의 배선 작업을 동시에 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 전화기에서의 ESD 방지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전도성 외장물은 알루미늄 증착된 미러 재질인 것을 특징으로 하는, 전화기에서의 ESD 방지 장치.