KR20170128047A - 감전 방지 컨택터 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 상기 전자기기의 내부 회로 사이에 마련된 감전 방지 컨택터로서, 상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부와, 상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부를 포함하며, 상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된 감전 방지 컨택터 및 이를 구비하는 전자기기가 제시된다.
Description
본 발명은 감전 방지 컨택터에 관한 것으로, 특히 스마트 폰 등의 충전기 또는 변압기를 사용하는 전자기기를 통해 사용자에게 감전 전압이 전달되는 것을 방지할 수 있는 감전 방지 컨택터에 관한 것이다.
스마트폰 등과 같이 다기능을 가지는 전자 기기에는 그 기능에 따라 다양한 부품들이 집적되어 있다. 또한, 전자 기기에는 기능 별로 다양한 주파수 대역 무선 LAN(wireless LAN), 블루투스(bluetooth), GPS(Global Positioning System) 등 다른 주파수 대역 등을 수신할 수 있는 안테나가 구비되며, 이중 일부는 내장형 안테나로서, 전자 기기를 구성하는 케이스에 설치될 수 있다. 따라서, 케이스에 설치된 안테나와 전자 기기의 내장 회로 기판 사이에 전기적 접속을 위한 컨택터가 설치된다.
한편, 최근 들어 전자 기기의 고급스런 이미지와 내구성이 강조되면서, 케이스가 금속 소재로 이루어진 단말기의 보급이 증가하고 있다. 즉, 테두리를 금속으로 제작하거나, 전면의 화면 표시부를 제외한 나머지 케이스를 금속으로 제작한 스마트폰의 보급이 증가하고 있다.
그런데, 케이스가 금속 소재로 이루어진 경우, 외부의 금속 케이스를 통하여 순간적으로 높은 전압을 갖는 정전기가 유입될 수 있으며, 이러한 정전기는 컨택터를 통하여 내부 회로로 유입되어 내부 회로를 파손시킬 수 있다.
또한, 금속 케이스를 적용한 전자 기기에 과전류 보호 회로가 내장되지 않거나 저품질의 소자를 사용한 비정품 충전기 또는 불량 충전기를 이용하여 충전함으로써 쇼크 전류(Shock Current)가 발생된다. 이러한 쇼크 전류는 스마트폰의 접지 단자로 전달되고, 다시 접지 단자로부터 금속 케이스로 전달되어 금속 케이스에 접촉된 사용자가 감전될 수 있다. 결국, 금속 케이스를 이용한 스마트폰에 비정품 충전기를 이용한 충전 중 스마트폰을 이용하면 감전 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 정전기에 의한 내부 회로의 파괴 및 사용자의 감전 사고를 방지할 수 있는 컨택터가 필요하다.
본 발명은 스마트폰 등의 전자기기 내에 마련되어 충전기로부터 입력되는 쇼크 전류에 의한 사용자의 감전을 방지할 수 있는 감전 방지 컨택터를 제공한다.
본 발명은 ESD(ElectroStatic Discharge)에 의해 절연 파괴되지 않는 감전 방지 컨택터를 제공한다.
본 발명은 외부로부터 유입되는 통신 신호의 감쇄를 최소화하여 전달할 수 있는 감전 방지 컨택터를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 감전 방지 컨택터는 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 상기 전자기기의 내부 회로 사이에 마련된 감전 방지 컨택터로서, 상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부와, 상기 컨택부와 절연되고 상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부를 포함하며, 상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 감전 방지부와 전기적으로 절연되어 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 감전 방지 컨택터는 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 상기 전자기기의 내부 회로 사이에 마련된 감전 방지 컨택터로서, 상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부; 상기 컨택부와 절연되고 상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부; 및 상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 감전 방지부와 전기적으로 절연되어 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함하며, 상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 실장부 및 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 실장부는 상기 컨택부와 일체로 제작된다.
상기 컨택부와 상기 감전 방지부 사이에 마련된 완충 부재를 더 포함한다.
상기 실장부는 상기 완충 부재와 일체로 제작된다.
상기 컨택부는 금속, 전도성 고무, 전도성 실리콘, 내부에 전도성 도선이 삽입된 탄성체, 표면이 도체로 코팅 또는 접합된 탄성체 중 어느 하나를 포함한다.
상기 금속으로 형성된 컨택부는 상기 감전 방지부 상에 마련되는 지지부와, 상기 지지부와 이격되어 상기 도전체에 접촉되는 접촉부와, 상기 지지부의 일단과 상기 접촉부 사이에 마련된 연결부를 포함한다.
상기 지지부의 타단으로부터 상기 지지부와 상기 접촉부 사이에 마련된 중간부를 더 포함한다.
상기 감전 방지부는 상기 도전체를 통해 외부로부터 인가되는 과도 전압을 상기 내부 회로를 통해 바이패스시키고, 상기 내부 회로를 통해 누설되는 감전 전압을 차단하며, 통신 신호를 통과시킨다.
상기 감전 방지부는 소정 전압 미만에서 절연 상태를 유지하고 소정 전압 이상에서 도통되며, 교류 신호는 통과시키고 직류 신호는 차단한다.
상기 감전 방지부는 소정의 시트가 적층된 적층체와, 상기 적층체 내에 마련된 과전압 보호부 및 캐패시터부와, 상기 적층체 외부에 마련되며 상기 과전압 보호부 및 캐패시터부와 연결되며, 상기 내부 회로에 실장되는 외부 전극을 포함한다.
상기 감전 방지부와 상기 실장부 사이의 상기 감전 방지부 외부에 형성된 더미 전극을 더 포함한다.
상기 감전 방지부와 상기 실장부의 접촉면에 각각 형성된 체결 돌기 및 체결 홈을 더 포함한다.
상기 외부 전극은 상기 내부 전극과 대면하는 상기 적층체의 일면에 형성되고, 상기 적층체 내부에 형성된 연결 전극을 통해 상기 과전압 보호부 및 캐패시터부와 연결된다.
본 발명의 또다른 양태에 따른 전자기기는 사용자가 접촉 가능한 도전체와 내부 회로를 포함하고, 그 사이에 감전 방지 컨택터가 마련되는 전자기기로서, 상기 감전 방지 컨택터는, 상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부; 상기 컨택부와 절연되고 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부; 및 상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 감전 방지부와 전기적으로 절연되어 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함하며, 상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 실장부 및 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 내부 회로는 상기 감전 방지부의 일 영역이 실장되는 제 1 실장 영역와, 상기 감전 방지부의 타 영역과 상기 실장부가 실장되는 제 2 실장 영역를 포함한다.
상기 내부 회로는 상기 감전 방지부의 일 영역 및 타 영역이 각각 실장되는 제 1 및 제 2 실장 영역와, 상기 실장부가 실장되는 제 3 및 제 4 실장 영역를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 실장 영역은 상기 제 1 또는 제 2 실장 영역과 연결된다.
상기 감전 방지부가 실장된 두 실장 영역 중에서 상기 실장부와 연결되지 않은 일 실장 영역이 접지 단자와 연결된다.
본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터는 컨택부와 감전 방지부를 포함하여 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 전자기기 내부의 내부 회로 사이에 마련된다. 또한, 컨택부와 감전 방지부는 전기적으로 직접 연결되지 않고, 컨택부와 연결되어 내부 회로에 실장되는 실장부와 내부 회로를 통해 간접 연결된다. 즉, 감전 방지부의 두 외부 전극이 내부 회로 상에 서로 이격되어 실장되고, 컨택부와 연결되는 실장부가 감전 방지부가 실장된 어느 하나의 실장 영역과 연결되도록 실장된다.
따라서, 내부 회로로부터 인가될 수 있는 감전 전압은 차단되고, 외부로부터 인가되는 ESD 등의 과도 전압은 컨택부, 실장부, 실장 영역 및 감전 방지부를 통해 접지 단작로 바이패스된다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지부는 ESD 보호부를 구비하고, ESD 보호부가 다공성 구조로 이루어져 미세 기공을 통해 전류를 흐르게 함으로써 유입되는 ESD를 접지 단자로 바이패스시켜 소자의 절연 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 감전 전압을 지속적으로 차단할 수 있고, 외부로부터 인가되는 ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시킬 수 있다.
그리고, 외부와의 통신 신호가 캐패시터부로 수신 또는 통과함에 따라, 신호의 감쇄를 줄이거나 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 A-A' 라인 및 B-B' 라인을 따라 절취한 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도 및 실장된 상태의 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 감전 방지부의 일 예에 따른 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일부 사시도, 저면도 및 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 실장 예를 도시한 평면도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일 방향 및 타 방향의 단면도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도 및 실장된 상태의 평면도.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분해 사시도 및 결합 사시도.
도 17은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 감전 방지부의단면도.
도 18은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 내부 회로 상에 실장된 상태를 도시한 사시도.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분리 사시도 및 결합 사시도.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터의 다른 실시 예에 따른 컨택부의 사시도 및 단면도.
도 25는 본 발명의 제 1 실시 예의 감전 방지부의 ESD 보호층의 단면 개략도.
도 26은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 27은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 28은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 29 및 도 30은 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 소자의 ESD 보호부의 단면도 및 단면 사진.
도 2 및 도 3은 도 1의 A-A' 라인 및 B-B' 라인을 따라 절취한 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도 및 실장된 상태의 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 감전 방지부의 일 예에 따른 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일부 사시도, 저면도 및 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 실장 예를 도시한 평면도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일 방향 및 타 방향의 단면도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도 및 실장된 상태의 평면도.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분해 사시도 및 결합 사시도.
도 17은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 감전 방지부의단면도.
도 18은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 내부 회로 상에 실장된 상태를 도시한 사시도.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분리 사시도 및 결합 사시도.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터의 다른 실시 예에 따른 컨택부의 사시도 및 단면도.
도 25는 본 발명의 제 1 실시 예의 감전 방지부의 ESD 보호층의 단면 개략도.
도 26은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 27은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 28은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도.
도 29 및 도 30은 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 소자의 ESD 보호부의 단면도 및 단면 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 사시도이고, 도 2는 일 측면도이며, 도 3은 타 측면도이다. 즉, 도 2는 도 1의 X 방향의 A-A' 라인을 따라 절취한 단면도이고, 도 3은 도 1의 Y 방향의 B-B' 라인을 따라 절취한 단면도이다. 이때, 도 2는 도전체와 내부 회로 사이에 마련된 상태의 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 회로 기판의 평면도이고, 도 5는 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 내부 회로에 실장된 상태의 평면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 감전 방지부의 일 예에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터는 전자기기의 외부에 마련되며 사용자가 접촉할 수 있는 전도체(10)와 전자기기 내부에 마련되며 전자기기의 각종 기능을 수행하는 내부 회로(20) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 감전 방지 컨택터는 적어도 일 영역이 전도체(10)와 접촉되는 컨택부(1000)와, 적어도 일 영역이 내부 회로(20)에 접촉되는 감전 방지부(2000)와, 일 영역이 컨택부(1000)와 접촉되고 타 영역이 내부 회로(20)에 접촉되는 실장부(3000)를 포함할 수 있다. 여기서, 전도체(10)는 전자기기의 전체적인 외관을 형성하는 케이스의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 즉, 케이스의 테두리가 금속 등의 도전성 물질로 형성되어 전도체(10)를 이룰 수 있고, 케이스 전체가 금속 등의 도전성 물질로 형성되어 전도체(10)를 이룰 수 있다. 그리고, 전도체(10), 즉 케이스의 적어도 일부는 필요에 따라 외부와 통신할 수 있는 안테나로 기능할 수 있다. 즉, 전자기기에는 별도의 안테나가 구비되지 않을 수 있다. 물론, 전자기기는 별도의 안테나가 구비되는 동시에 케이스의 적어도 일부가 전도체(10)로 이루어질 수 있다. 또한, 내부 회로(20)는 전자기기의 각종 기능을 수행하기 위한 마련된 복수의 수동 소자, 능동 소자 등이 마련되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)을 포함하며, 적어도 일 영역에 접지 단자가 마련될 수 있다. 그리고, 내부 회로(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 감전 방지부(2000)의 일 영역이 실장되는 제 1 실장 영역(21)과, 감전 방지부(2000)의 타 영역이 실장되는 제 2 실장 영역(22)과, 컨택부(1000)와 연결되는 실장부(3000)가 실장되는 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 실장 영역(21)에는 감전 방지부(2000)의 제 1 외부 전극(2510)이 실장되고, 제 2 실장 영역(22)에는 감전 방지부(2000)의 제 2 외부 전극(2520)이 실장되며, 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)에는 컨택부(1000)와 연결되는 실장부(3000)의 하면이 각각 실장될 수 있다. 여기서, 제 1 실장 영역(21)은 제 2 실장 영역(22), 그리고 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)과 이격되어 절연되고, 제 2 실장 영역(22)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 따라서, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)는 전기적으로 직접 연결되지 않고, 내부 회로(20)를 통해 전기적으로 간접 연결될 수 있다. 즉, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)는 실장부(3000)에 의해 내부 회로(20)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
1.
컨택부
컨택부(1000)는 전자 기기의 외부에서 외력이 가해질 때, 그 충격을 완화할 수 있도록 탄성력을 가지며, 도전성의 물질을 포함하는 재료로 이루어진다. 이러한, 컨택부(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이 클립(clip) 형상일 수 있다. 예를 들어, 컨택부(1000)는 감전 방지부(2000) 상에 마련된 지지부(1100)와, 지지부(1100)의 상측에 마련되어 도전체(10)와 대향 위치되며 적어도 일부가 도전체(10)와 접촉될 수 있는 접촉부(1200)와, 지지부(1100) 및 접촉부(1200)의 일측 사이에 마련되어 이들을 연결하도록 하며 탄성력을 가지는 연결부(1300)를 포함할 수 있다. 따라서, 컨택부(1000)의 높이는 감전 방지부(2000)의 높이보다 높을 수 있다.
지지부(1100)는 감전 방지부(2000)의 상부면에 마련될 수 있다. 지지부(1100)가 감전 방지부(2000)의 상부면에 마련되므로 접촉부(1200), 연결부(1300), 실장부(3000) 등을 지지할 수 있다. 이러한 지지부(1100)는 소정 두께의 판 형상으로 마련될 수 있는데, 예를 들어 소정 두께를 갖는 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 지지부(1100)는 감전 방지부(2000)의 상부면과 동일 폭으로 마련될 수 있다. 즉, 지지부(1100)의 에지에 형성된 실장부(3000)에 의해 감전 방지부(2000)의 측면이 밀착되어 감싸지도록 지지부(1100)의 폭은 감전 방지부(2000)의 상부면의 폭과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 지지부(1100)는 감전 방지부(2000)의 상부면의 길이보다 짧게 마련될 수 있다. 즉, 지지부(1100)는 감전 방지부(2000)의 외부 전극(2510, 2520; 2500)과 접촉되지 않도록 감전 방지부(2000)의 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 이때, 탄성력에 의해 연결부(1300)가 수축될 때 연결부(1300)가 감전 방지부(2000)의 외부 전극(2500)과 접촉되지 않도록 지지부(1100)는 감전 방지부(2000)의 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 한편, 지지부(1100)와 감전 방지부(2000) 사이에는 결합 부재(미도시)가 마련되어 지지부(1100)와 감전 방지부(2000)를 결합시킬 수 있다. 결합 부재로는 예를 들어 접착 테이프, 접착제 등이 이용될 수 있다. 즉, 지지부(1100)는 접착 테이프, 접착제 등의 접착 부재에 의해 감전 방지부(2000)의 상부면에 접착될 수 있다.
접촉부(1200)는 일단이 연결부(1300)와 연결되고, 제 3 연장부(1300)로부터 일 방향으로 연장 형성되며, 일부가 도전체(10)를 향해 예컨대, 상향 경사지도록 연장되어 도전체(10)와 접촉될 수 있다. 또한, 접촉부(1200)의 타단과 인접한 영역은 도전체(10)가 위치된 방향으로 볼록한 곡률을 가지는 형상일 수 있다. 예를 들어, 접촉부(1200)는 소정 길이로 수평을 이루고 그로부터 소정 길이로 상향 경사지게 형성된 후 다시 소정 길이로 하항 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 접촉부(1200)의 도전체(10)와 접촉되는 영역은 예를 들어 타원형, 반원형 등의 원형을 이룰 수 있다. 즉, 제 1 연장부(1100)의 영역 중, 제 3 연장부(1300)와 멀리 위치된 또는 제 1 연장부(1100)의 타단을 포함하는 주위 영역이 상측으로 절곡된 절곡부를 가지는 형상일 수 있으며, 절곡부가 도전체(10)와 접촉되도록 설치된다.
연결부(1300)는 지지부(1100)의 일단과 접촉부(1200)의 일단을 연결하도록 형성되는데, 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 연결부(1300)는 외력에 의해 가압되면 회로 기판(20)이 위치된 방향으로 눌려지고, 외력이 해제되면, 원래 상태로 복원되는 탄성력을 가진다. 따라서, 컨택부(1000)는 적어도 연결부(1300)가 탄성력을 갖는 금속 물질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 컨택부(1000)는 사용자가 접촉 가능한 도전체(10)와 접촉되도록 형성될 수 있다. 즉, 컨택부(1000)는 금속 재질의 케이스와 접촉되도록 마련될 수도 있고, 외부와의 통신 신호를 전달하는 안테나의 역할을 하는 도전체(10)와 접촉될 수도 있다. 물론, 케이스가 안테나의 역할을 할 수도 있다.
2. 감전
방지부
감전 방지부(2000)는 외부로부터 인가되는 ESD 등의 고전압을 내부 회로(20)의 접지 단자로 바이패스시키고, 내부 회로(20)로부터의 누설 전류를 차단할 수 있다. 이러한 감전 방지부(2000)는 소정 전압 이하에서는 절연 상태를 유지하고, 소정 전압 이상의 전압에서는 전기적으로 도통되는 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 감전 방지부(2000)는 소정 전압 이상에서 도통되는 바리스터, 서프레서, 다이오드 등으로 이루어질 수 있다. 여기서, 감전 방지부(2000)를 도통시키기 위한 전압, 즉 항복 전압 또는 방전 개시 전압은 외부의 정격 전압보다 높고 감전 방지부(2000)의 절연 파괴 전압보다 낮을 수 있다. 즉, 정격 전압보다 높고 절연 파괴 전압보다 낮은 과전압이 인가될 때 감전 방지부(2000)는 도통되어 인가되는 과전압을 내부 회로(20)의 접지 단자로 바이패스시킬 수 있다. 또한, 감전 방지부(2000)는 통신 신호를 전달하기 위해 캐패시터 등을 더 구비할 수 있다. 이러한 감전 방지부(2000)의 예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 서프레서 타입의 감전 방지부(2000)의 단면도로서, ESD 보호부(2300)와, 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 감전 방지부(2000)는 복수의 절연 시트(100; 101 내지 111)가 적층된 적층체(2100)과, 적층체(2100) 내에 마련되며 복수의 내부 전극(200; 201 내지 208)을 구비하는 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)와, 적어도 하나의 방전 전극(310; 311, 312)과 ESD 보호층(320)을 구비하는 ESD 보호부(2300)를 포함할 수 있다. 즉, 적층체(2100) 내의 복수의 절연 시트(100) 중에서 선택된 절연 시트(100) 상에 복수의 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)을 포함하는 도전층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 적층체(2100) 내에 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400)가 마련되고, 그 사이에 ESD 보호부(2300)가 마련될 수 있다. 즉, 적층체(2100) 내부에 제 1 캐패시터부(2200), ESD 보호부(2300), 제 2 캐패시터부(2400)이 적층되어 감전 방지부(2000)가 구현될 수 있다. 또한, 적층체(2100)의 서로 대향하는 두 측면에 형성되어 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400)와 ESD 보호부(2300)와 연결되는 외부 전극(2510, 2520; 2500)을 더 포함할 수 있다. 물론, 감전 방지부(2000)는 적어도 하나의 캐패시터부와 적어도 하나의 ESD 보호부를 포함할 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)의 하측 또는 상측의 어느 하나에 캐패시터부가 마련될 수 있고, 서로 이격된 둘 이상의 ESD 보호부(2300)의 상측 및 하측에 적어도 하나의 캐패시터부가 마련될 수도 있다. 또한, ESD 보호부(2300)는 적층체(2100) 내부 또는 적층체(2100) 외부에 마련될 수 있는데, 본 실시 예들은 적층체(2100) 내부에 형성되는 경우를 설명하겠다. ESD 보호부(2300)가 적층체(2100) 외부에 형성되는 경우 ESD 보호층(320)이 적층체(2100)와 외부 전극(2500) 사이에 형성되고, 방전 전극(310)이 적층체(2100) 내부에 형성될 수 있다. 이러한 감전 방지부(2000)는 도 3에 도시된 바와 같이 전자기기의 내부 회로(예를 들어 PCB)(20) 상에 마련될 수 있다. 즉, 감전 방지부(2000)는 일측이 내부 회로(20)의 제 1 실장 영역(21)에 실장되고 타측이 내부 회로(20)의 제 2 실장 영역(22)에 실장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 외부 전극(2510)이 제 1 실장 영역(21) 상에 실장되고, 제 2 외부 전극(2520)이 제 2 실장 영역(22) 상에 실장될 수 있다. 한편, 감지 방지부(2200)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이렇게 감전 방지부(2000)가 도전체(10)와 내부 회로(20) 사이에 마련되어 내부 회로(20)로부터 인가되는 감전 전압을 차단할 수 있다. 또한, ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시키고, ESD에 의해 절연이 파괴되지 않아 감전 전압을 지속적으로 차단할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 감전 방지부(2000)는 감전 전압 이하에서 절연 상태를 유지하여 내부 회로(20)로부터 인가되는 감전 전압을 차단하고, ESD 전압 이상에서 도전 상태를 유지하여 외부로부터 전자기기 내부로 인가되는 ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시킨다.
3.
실장부
실장부(3000)는 컨택부(1000)의 지지부(1100) 양측 에지 부분에 마련되어 내부 회로(20) 방향으로 연장 형성될 수 있다. 또한, 실장부(3000)는 감전 방지부(2000)의 측면에 접촉되어 형성될 수 있다. 즉, 컨택부(1000)의 지지부(1100) 및 실장부(3000)가 감전 방지부(2000)의 상면 및 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 실장부(3000)는 컨택부(1000)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 실장부(3000)는 지지부(1100)의 길이 방향의 양 측면으로부터 연장 형성되며, 지지부(1100)의 양 측면에서 하향 절곡되어 감전 방지부(2000)의 측면과 접촉될 수 있다. 그러나, 실장부(3000)는 컨택부(1000)와 별개로 제작되어 결합 부재 등에 의해 결합될 수 있다. 이때, 실장부(3000)는 컨택부(1000)와 전기적으로 연결되어야 하므로 결합 부재는 전도성 접착제, 납땜 등을 포함할 수 있다. 또한, 컨택부(1000) 및 실장부(3000)와 감전 방지부(2000) 사이에 결합 부재가 마련되어 컨택부(1000) 및 실장부(3000)와 감전 방지부(2000)를 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 양면 접착 테이프, 접착제, 솔더 등의 접착 부재를 이용하여 컨택부(1000) 및 실장부(3000)와 감전 방지부(2000)를 접착시킬 수 있다. 한편, 실장부(3000)와 감전 방지부(2000) 사이의 결합 부재는 솔더링 시 실장부(3000)와 감전 방지부(2000) 사이로 유입되는 솔더 크림일 수 있다. 즉, 실장부(3000)를 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)에 실장하기 위해 솔더링하는데, 이때 솔더 크림(30)이 실장부(3000)와 감전 방지부(2000)를 실장하는 동시에 실장부(3000)와 감전 방지부(2000) 사이로 유입되어 실장부(3000)와 감전 방지부(2000)가 결합될 수 있다. 따라서, 지지부(1100) 및 실장부(3000)에 의해 컨택부(1000)가 감전 방지부(2000)를 감싸게 된다. 한편, 이러한 클립 형태의 컨택부(1000)는 구리(Cu) 등의 금속 재료를 포함하는 재료로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 실장부(3000)는 컨택부(1000)의 적어도 일 영역, 예를 들어 지지부(1100)의 측면에 마련되어 내부 회로(20)에 실장될 수 있다. 실장부(3000)와 컨택부(1000)가 전기적으로 연결되므로 컨택부(1000)가 실장부(3000)를 통해 내부 회로(20)와 연결될 수 있다. 따라서, 컨택부(1000)는 실장부(3000)에 의해 예를 들어 안테나로 기능할 수 있는 전자기기의 케이스 등의 도전체(10)와 내부 회로(20)를 연결하고, 외부로부터 내부 회로(20)로 인가되는 통신 신호를 내부 회로(20)로 전달하고, 외부로부터 인가될 수 있는 ESD 등의 고전압을 내부 회로(20)로 전달할 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터는 실장부(3000)가 컨택부(1000)의 일부로부터 감전 방지부(2000)의 측면에 접촉되도록 마련되어 내부 회로(20)에 실장된다. 즉, 내부 회로(20)는 감전 방지부(2000)의 일 영역이 실장되는 제 1 실장 영역(21)과, 감전 방지부(2000)의 타 영역이 실장되는 제 2 실장 영역(22)과, 컨택부(1000)와 전기적으로 연결된 실장부(3000)가 실장되는 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)을 포함하고, 제 1 실장 영역(21)은 제 2 내지 제 4 실장 영역(22, 23, 24)과 이격되어 절연되고, 제 2 실장 영역(22)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)는 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)가 전기적으로 직접 연결되지 않고 실장부(3000)와 내부 회로(20)를 통해 전기적으로 간접 연결될 수 있다. 즉, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)는 실장부(3000)에 의해 제 2 내지 4 실장 영역(22, 23, 24)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제 1 실장 영역(21)을 접지 단자와 연결될 수 있다. 따라서, 외부로부터 인가되는 ESD 전압은 컨택부(1000) 및 실장부(3000)를 통해 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)의 적어도 하나로 전달된 후 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)과 전기적으로 연결된 제 2 실장 영역(22)으로 전달되고, 제 2 실장 영역(22)과 연결된 감전 방지부(2000)의 타측, 예를 들어 제 2 외부 전극(2520)으로 전달된 후 감전 방지부(2000) 내부의 ESD 보호부(2300)를 통해 감전 방지부(2000)의 일측, 예를 들어 제 1 외부 전극(2510)으로 전달되어 제 1 실장 영역(21)와 연결된 접지 단자로 바이패스된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일부 도면으로서, 도 7은 감전 방지부의 외형을 도시한 사시도이고, 도 8은 저면도이다. 또한, 도 9는 컨택부가 감전 방지부를 감싼 상태를 도시한 일측 단면도이다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 감전 방지부(2000)는 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)이 형성되지 않은 타 측면에 형성된 더미 전극(2610, 2620; 2600)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)은 적층체(2100)의 서로 대향되는 제 1 및 제 2 측면에 형성되고, 더미 전극(2600)은 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)이 형성되지 않은 적층체(2100)의 제 3 및 제 4 측면에 형성될 수 있다. 이때, 더미 전극(2600)은 적층체(2100) 내부의 도전 패턴, 즉 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)과는 연결되지 않고 적층체(2100)의 제 3 및 제 4 측면에만 형성된다. 즉, 더미 전극(2600)은 적층체(2100)의 표면에만 형성된다. 또한, 더미 전극(2600)은 제 3 및 제 4 측면에 소정 폭으로 형성되고, 소정 높이로 형성될 수 있다. 즉, 더미 전극(2600)은 제 3 및 제 4 측면의 전체 높이로 형성될 수도 있고, 일부 높이로 형성될 수도 있다. 또한, 더미 전극(2600)이 형성된 제 3 및 제 4 측면은 실장부(3000)가 접촉되는 영역이다. 따라서, 실장부(3000)가 도 9에 도시된 바와 같이 더미 전극(2600)을 덮도록 하여 감전 방지부(2000)를 감쌀 수 있다. 이때, 더미 전극(2600)과 실장부(3000) 사이에는 접착제, 접착 테이프 등의 결합 부재가 마련될 수 있다. 또한, 별도의 결합 부재를 이용하지 않고 솔더링 시 솔더 크림이 더미 전극(2600)과 실장부(3000) 사이로 유입되어 이들이 결합될 수 있다. 즉, 실장부(3000)의 하부가 소정 높이로 솔더링되는데, 이때 솔더 크림의 일부가 실장부(3000)와 더미 전극(2600) 사이로 유입될 수 있고, 그에 따라 실장부(3000)와 더미 전극(2600)이 결합될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 실장 예를 도시한 평면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 감전 방지부(2000)의 일측이 실장되는 제 1 실장 영역(21)과 감전 방지부(2000)의 타측이 실장되는 제 2 실장 영역(22)은 소정 간격 이격되어 있다. 또한, 실장부(3000)가 실장되는 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)은 제 1 및 제 2 실장 영역(21, 22)과 이격되어 있다. 즉, 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한 본 발명의 제 1 실시 예는 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)이 제 2 실장 영역(22)과 연결된 것으로 설명하였지만, 도 10에 도시된 바와 같이 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)은 제 2 실장 영역(22)과 이격될 수 있다. 그러나, 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)는 도시되지 않았지만, 내부 회로(20)의 하부에서 제 2 실장 영역(22)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 내부 회로(20)는 다층의 도전 라인이 형성된 회로 기판일 수 있으며, 제 2 실장 영역(22)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)는 표면에서 서로 이격되지만, 회로 기판의 내부에서 적어도 하나의 도전 라인에 의해 서로 연결될 수 있다. 물론, 제 1 실장 영역(21)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)는 도전 라인에 의해 연결되지 않고 절연된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터는 컨택부(1000)로부터 실장부(3000)까지의 높이가 감전 방지부(2000)의 높이보다 높으며,컨택부(1000)의 일부와 실장부(3000)가 감전 방지부(2000)를 접촉하면서 감싸거나 접촉하지 않고 이격되어 감쌀 수 있다. 즉, 컨택터(1000)의 지지부(1100)가 감전 방지부(2000)의 상면과 접촉되어 컨택터(1000)가 감전 방지부(2000)를 고정할 수 있고, 컨택터(1000) 내의 빈 공간, 즉 지지부(1100)와 실장부(3000)에 의해 형성된 공간에 감전 방지부(2000)가 마련될 수 있다. 또한, 컨택터(1000)와 감전 방지부(2000)는 접착제 또는 접착 테이프 등을 이용하여 결합할 수도 있고, 도금을 이용하여 결합할 수도 있다. 여기서, 접착제로는 경화 또는 건조 타입의 접착제를 이용할 수 있다.
또한, 컨택부(1000)는 길이 방향(즉, X 방향)으로 감전 방지부(2000)보다 작을 수 있고, 폭 방향으로는 감전 방지부(2000)보다 같거나 클 수 있다. 즉, 감전 방지부(2000)의 외부 전극(2500)이 컨택부(1000)와 접촉되지 않도록 컨택부(1000)의 길이는 감전 방지부(2000)는 길이보다 작을 수 있고, 컨택부(1000) 및 이와 연결된 실장부(3000)가 감전 방지부(2000)를 감쌀 수 있도록 컨택부(1000)의 폭이 감전 방지부(2000)의 폭보다 같거나 넓을 수 있다. 한편, 클립 타입의 컨택부(1000)는 복원력과 탄성력이 우수한 금속, 예를 들어 동합금(인청동, 티타늄동), SUS 등을 이용할 수 있으며, 표면은 금, 은, 주석 등으로 도금 처리할 수 있다. 또한, 컨택부(1000), 실장부(3000) 및 감전 방지부(2000) 중 적어도 하나의 표면은 전도성 물질로 코팅 또는 도금될 수 있다. 코팅 또는 도금되는 전도성 물질로는 Sn, Ni, Au, Ag, Pt, Pd, C, Cu, Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 일 방향 및 타 방향의 단면도이다. 또한, 도 13은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 실장되는 내부 회로의 평면도이고, 도 14는 감전 방지 컨택터가 실장된 상태의 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터는 일 영역이 전도체(10)에 접촉되는 컨택부(1000)와, 컨택부(1000) 하측에 마련되며 일 영역이 내부 회로(20)에 접촉되는 감전 방지부(2000)와, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000) 사이에 마련된 완충 부재(4000)와, 완충 부재(4000)의 적어도 일 영역과 연결되고 일 영역이 내부 회로(20)에 실장되는 실장부(3000)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제 3 실시 예는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에 비해 완충 부재(4000)가 더 포함된다. 또한, 실장부(3000)가 완충 부재(4000)의 적어도 일 영역에 접촉되어 마련될 수 있다. 이때, 실장부(3000)는 완충 부재(4000)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 완충 부재(4000)의 측면 소정 영역으로부터 소정 폭으로 실장부(3000)가 형성되어 하측으로 절곡되어 형성될 수 있다. 여기서, 컨택부(1000), 감전 방지부(2000)는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에서 설명된 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 하고, 완충 부재(4000)에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
4. 완충 부재
완충 부재(4000)는 컨택부(1000)의 지지부(1100)와 감전 방지부(2000)의 상부면 사이에 마련될 수 있다. 또한, 완충 부재(4000)로부터 연장되어 실장부(3000)가 마련되어 실장부(3000)는 감전 방지부(2000)의 측면에 접촉되고 하측으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 완충 부재(4000)는 컨택부(1000)의 지지부(1100)와 감전 방지부(2000)의 상부면 사이에 마련된 소정 두께로 마련되고, 측면에 소정 폭으로 실장부(3000)가 마련되어 감전 방지부(2000)의 측면에 접촉되고 내부 회로(20)까지 연장 형성될 수 있다. 이러한 완충 부재(4000)는 소정 두께의 판 형상으로 마련될 수 있는데, 예를 들어 소정 두께를 갖는 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 여기서, 완충 부재(4000)는 감전 방지부(2000)의 상부면과 동일 폭으로 마련되거나 그보다 넓은 폭으로 마련될 수 있다. 즉, 완충 부재(4000)의 에지에 형성된 실장부(3200)에 의해 감전 방지부(2000)의 측면이 밀착되어 감싸지도록 완충 부재(4000)의 폭은 감전 방지부(2000)의 상부면의 폭과 동일하거나 넓게 형성될 수 있다. 또한, 완충 부재(4000)는 감전 방지부(2000)의 상부면의 길이보다 짧게 마련될 수 있다. 즉, 완충 부재(4000)는 감전 방지부(2000)의 외부 전극(2510, 2520; 2500)과 접촉되지 않도록 감전 방지부(2000)의 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 물론, 감전 방지부(2000)의 상면에 외부 전극(2500)이 형성되지 않을 경우에는 완충 부재(4000)의 길이는 감전 방지부(2000)의 길이와 동일할 수 있다. 한편, 완충 부재(4000)와 지지부(1100) 사이, 그리고 완충 부재(4000)와 감전 방지부(2000) 사이에는 결합 부재(미도시)가 마련될 수 있다. 이때, 컨택부(1000)와 완충 부재(4000)는 전기적으로 연결되어야 한다. 따라서, 지지부(1100)와 완충 부재(4000) 사이의 결합 부재로는 예를 들어 도전성 접착 테이프, 도전성 접착제, 도전성 가스켓 등이 이용될 수 있다. 또한, 완충 부재(4000)와 지지부(1100)는 납땜에 의해 결합될 수도 있다. 그리고, 완충 부재(4000)는 감전 방지부(2000)의 적층체(2100) 상에 마련될 수 있고, 적층체(2100)는 절연성이므로 완충 부재(4000)와 감전 방지부(2000)은 도전성 결합 부재에 의해 결합될 수 있다. 그러나, 완충 부재(4000)는 감전 방지부(2000)와 절연 상태를 유지해야 하므로 완충 부재(4000)와 감전 방지부(2000)는 절연성 결합 부재에 의해 결합될 수 있다. 그러나, 감전 방지부(2000)와 완충 부재(4000)는 완충 부재(4000) 및 측면부(3200)에 의해 결합될 수 있으므로 이들 사이에 별도의 결합 부재가 마련되지 않을 수도 있다.
이렇게 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000) 사이에 완충 부재(4000)가 마련됨으로써 컨택부(1000)가 과압착되는 것을 방지하여 감전 방지부(2000)의 파손을 방지할 수 있다. 이러한 완충 부재(4000)는 도전성 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 SUS, 구리, 인청동, 벨릴륨동, 티탄동 등의 도전성 금속으로 형성될 수 있고, 부도체에 금속을 도금하여 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에서 설명한 바와 같이 외부 전극(2500)이 형성되지 않은 감전 방지부(2000)의 제 3 및 제 4 측면의 어느 하나에 더미 전극(2600)이 더 형성될 수 있다. 따라서, 완충 부재(4000)의 측면으로부터 연장 형성된 실장부(3000)가 더미 전극(2600)에 접촉되어 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터는 도 13에 도시된 바와 같은 내부 회로(20) 상에 실장될 수 있다. 여기서, 내부 회로(20)는 서로 이격된 제 1 및 제 2 실장 영역(21, 22)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예는 내부 회로(20)가 제 1 내지 제 4 실장 영역(21, 22, 23, 24)을 포함하고, 제 2 실장 영역(21)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)이 연결될 수 있는 것으로 설명하였지만, 내부 회로(20)는 도 13에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 실장 영역(21, 22)으로 이루어질 수도 있다. 이때, 제 2 실장 영역(22)에는 감전 방지부(2000)의 일 영역, 예를 들어 제 2 외부 전극(2520)과 실장부(3000)가 실장될 수 있고, 제 1 실장 영역(21)에는 감전 방지부(2000)의 타 영역, 예를 들어 제 1 외부 전극(2510)이 실장될 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분해 사시도 및 결합 사시도이고, 도 17은 감전 방지부의 단면도이다. 또한, 도 18은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터가 내부 회로 상에 실장된 상태를 도시한 사시도이다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터는 일 영역이 전도체(10)에 접촉되는 컨택부(1000)와, 컨택부(1000) 하측에 마련되며 일 영역이 내부 회로(20)에 접촉되는 감전 방지부(2000)와, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000) 사이에 마련되고 일 영역이 내부 회로(20)에 접촉되는 완충 부재(4000)와, 완충 부재(4000)의 측면 소정 영역으로부터 하측으로 연장 형성된 실장부(3000)를 포함할 수 있다. 물론, 실장부(3000)는 컨택부(1000)의 일 영역으로부터 연장 형성될 수도 있다. 여기서, 컨택부(1000)는 지지부(1100)와, 접촉부(1200)와, 연결부(1300)와, 중간부(1400)를 포함할 수 있다. 또한, 감전 방지부(2000)는 도 18에 도시된 바와 같이 적층체(2100)의 하면에 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)이 형성되고, 적층체(2100) 내부에 연결 전극(2710, 2720; 2700)이 형성되어 적층체(2100) 내부의 도전체, 즉 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)과 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)을 연결시킨다. 이러한 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터를 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 제시되지 않은 내용을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
컨택부(1000)는 평판 형상의 지지부(1100)와, 지지부(1100)와 이격되어 그 상측에 마련되며 전도체(10)와 접촉되는 접촉부(1200)와, 지지부(1100)의 일단과 접촉부(1200) 사이에 마련되어 이들을 연결하는 연결부(1300)와, 지지부(1100)와 접촉부(1200) 사이에 마련된 중간부(1400)를 포함할 수 있다. 여기서, 지지부(1100), 접촉부(1200) 및 연결부(1300)는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예, 특히 제 3 실시 예에서 설명한 지지부(1100), 접촉부(1200) 및 연결부(1300)와 형상 및 내용이 동일하므로 그 상세한 설명을 생략하겠다. 즉, 본 발명의 제 4 실시 예는 제 3 실시 예에서 설명한 지지부(1100), 접촉부(1200) 및 연결부(1300)로 이루어진 컨택부(1000)에 지지부(1100)와 접촉부(1200) 사이에 마련된 중간부(1400)를 더 포함한다.
중간부(1400)는 지지부(1110)와 접촉부(1200) 사이에 마련되며, 접촉부(1200)보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 이러한 중간부(1400)는 소정의 굴곡을 갖는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 지지부(1100)의 타단으로부터 상측으로 소정 각도로 연장된 후 하측으로 소정 각도로 연장된 후 상측으로 소정 각도로 다시 연장되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 지지부(1100)의 일단으로부터 연결부(1300) 및 접촉부(1200)가 형성되고, 일단과 대향되는 지지부(1100)의 타단으로부터 연결부(1300)가 형성된 방향으로 제 1 상측 연장부(1410), 하측 연장부(1420) 및 제 2 상측 연장부(1430)가 형성되어 중간부(1400)가 마련될 수 있다. 이때, 중간부(1400)의 지지부(1100) 타단으로부터 상측 연장된 후 하측 연장되는 구조, 즉 제 1 상측 연장부(1410) 및 하측 연장부(1420)는 접촉부(1200)의 도전체(10)와 접촉되는 굴곡진 영역의 하측에 대응할 수 있다. 즉, 중간부(1400)의 상측 굴곡 영역 내측으로 중간부(1400)의 제 1 상측 연장부(1410) 및 하측 연장부(1420)가 수용될 수 있다. 이러한 중간부(1400)는 압력이 가해지지 않을 경우 지지부(1100) 및 접촉부(1200)와 이격될 수 있고, 압력이 가해질 경우 지지부(1100) 및 접촉부(1200)의 적어도 하나와 접촉될 수 있다. 즉, 접촉부(1200)에 압력이 가해져 접촉부(1200)가 지지부(1100) 방향으로 이동할 때 지지부(1100)와 접촉부(1200) 사이의 중간부(1400)는 접촉부(1200)와 접촉되면서 하측으로 이동되어 일 영역이 지지부(1100)와 접촉될 수 있다. 이를 위해 중간부(1400)는 적어도 제 1 상측 연장부(1410)가 탄성을 가질 수 있다. 그러나, 중간부(1400)는 이동하지 않고 접촉부(1200)의 이동을 차단할 수도 있다. 즉, 중간부(1400)는 지지부(1100) 및 접촉부(1200)와 이격되고 접촉부(1200)가 지지부(1100) 방향으로 이동할 때 접촉부(1200)와 접촉되어 접촉부(1200)의 이동을 제한할 수 있다. 이렇게 접촉부(1200)와 지지부(1100) 사이에 중간부(1400)가 마련됨으로써 도전체(10)와 내부 회로(20) 사이의 간격을 유지할 수 있고 접촉부(1200)에 탄성력을 더 부여할 수 있어 컨택부(1000)의 도전체(10)와 내부 회로(20) 사이의 탄성 결합을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 접촉부(1200)의 이동을 제한함으로써 접촉부(1200)의 과도한 이동에 의한 영구변형을 방지할 수 있다. 한편, 이러한 컨택부(1000)의 형상은 하나의 예를 설명한 것이고 다양한 형상으로 변형 가능하다.
또한, 감전 방지부(2000)는 적층체(2100) 내부에 복수의 내부 전극(200)을 포함하는 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)과, 적어도 하나의 방전 전극(310)을 포함하는 적어도 하나의 ESD 보호부(2300)가 마련되며, 적층체(2100) 외부에 외부 전극(2500)이 마련될 수 있다. 이때, 외부 전극(2500)는 적어도 일부가 내부 회로(20)와 대면하는 적층체(2100)의 일면, 예를 들어 적층체(2100)의 하부면에 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 외부 전극(2500)는 적층체(2100)의 두 측면으로부터 하측으로 연장되어 하부면에 형성될 수 있고, 적층체(2100)의 하부면에만 형성될 수 있는데, 본 발명의 제 4 실시 예는 외부 전극(2500)이 적층체(2100)의 하부면에만 형성되는 경우를 설명한다. 한편, 외부 전극(2500)은 서로 다른 길이로 형성될 수 있는데, 예를 들어 제 1 외부 전극(2510)이 제 2 외부 전극(2520)보다 길게 형성될 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)이 동일 길이로 형성될 수도 있고, 제 2 외부 전극(2520)이 제 1 외부 전극(2510)보다 길게 형성될 수도 있다. 또한, 적층체(2100) 내부에는 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)과 연결되어 외부로 인출되는 연결 전극(2710, 2720)이 마련되며, 연결 전극(2710, 2720)를 통해 하측의 외부 전극(2510, 2520)과 연결될 수 있다. 이때, 연결 전극(2710, 2720)은 적층체(2100)의 외부 측면에 노출되지 않도록 적층체(2100)의 가장자리로부터 소정 간격 이격되어 내측으로 형성될 수 있다. 이러한 연결 전극(2700)을 형성하기 위해 적층체(2100)의 소정 영역에 비아홀을 형성한 후 도전성 물질로 비아홀을 매립할 수 있다. 예를 들어, 소정 영역에 개구가 형성된 복수의 시트(100)를 적층한 후 도금 공정으로 개구를 매립하여 연결 전극(2700)을 형성할 수 있고, 계속된 도금 공정으로 연결 전극(2700)으로부터 외부 전극(2500)을 형성할 수도 있다. 이렇게 적층체(2100)의 하부에 외부 전극(2500)을 형성하고 연결 전극(2700)을 이용하여 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)을 연결함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 3 실시 예는 외부 전극(2500)이 적층체(2100)의 측면 뿐만 아니라 하면 및 상면에 형성되는데, 상면에 형성되는 외부 전극(2500)의 일부는 컨택부(1000)와 절연시켜야 하므로 컨택터(1000)의 형상 및 사이즈에 제약이 있지만, 제 4 실시 예는 컨택터(1000)의 형상 및 사이즈에 제약이 없게 된다. 따라서, 제 4 실시 예는 제 1 내지 제 3 실시 예에 비해 컨택터(1000)와 감전 방지부(2000)의 결합 공정을 용이하게 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이러한 본 발명의 제 4 실시 예 또한 제 1 및 제 2 실장 영역(21, 22)가 분리된 내부 회로(20) 상에 실장될 수 있다. 즉, 제 1 외부 전극(2510)이 제 1 실장 영역(21)에 실장되고 제 2 외부 전극(2520) 및 완충 부재(4000)와 연결된 실장부(3000)의 하부면이 제 2 실장 영역(22)에 실장될 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 감전 방지 컨택터의 분리 사시도 및 결합 사시도이다. 이러한 본 발명의 제 5 실시 예는 컨택부(1000)가 지지부(1100), 접촉부(1200), 연결부(1300) 및 중간부(1400)를 포함하고, 컨택부(1000)의 일 영역, 즉 지지부(1100)의 측면에 실장부(3000)가 마련되며, 실장부(3000)에는 고정 돌기(3100)이 형성되고, 이에 대응하여 감전 방지부(2000)의 측면에는 고정 홈(2800)이 형성된다. 따라서, 실장부(3000)의 고정 돌기(3100)가 감전 방지부(2000)의 고정 홈(2800)에 삽입되어 실장부(3000)가 감전 방지부(2000)에 체결될 수 있다. 이렇게 고정 돌기(3100) 및 고정 홈(2800)에 의해 실장부(3000)와 감전 방지부(2000)가 결합되므로 별도의 접착제 등의 결합 부재가 필요 없을 수 있다. 물론, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)의 결합을 더욱 공고하게 하기 위해 접착제 등의 결합 부재가 별도로 더 마련될 수도 있다. 이때, 감전 방지부(2000)는 외부 전극(2500)이 적층체(2100)의 하부면에 마련되고 내부의 연결 전극(2700)에 의해 연결될 수도 있다.
또한, 고정 돌기 및 고정 홈을 이용한 체결 방식은 본 발명의 제 4 실시 예에도 적용될 수 있다. 즉, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000) 사이에 완충 부재(4000)가 마련되고, 컨택부(1000) 또는 완충 부재(4000)로부터 실장부(3000)가 마련되며, 실장부(3000)에 내측으로 고정 돌기(3100)가 마련되고 이에 대응하여 감전 방지부(2000)의 측면에 고정 홈(2800)이 마련되어 고정 홈(2800)에 고정 돌기(3100)가 결합되어 체결될 수도 있다.
한편, 컨택부 또는 완충 부재와 감전 방지부가 실장되는 내부 회로는 다양하게 변형 가능하며, 이를 도 21 및 도 22에 도시하였다.
도 21 및 도 22는 컨택부 또는 완충 부재 및 감전 방지부가 실장되는 내부 회로의 평면 개략도이다. 각도의 도 21 및 도 22의 (a)는 감전 방지 컨택터가 실장되기 이전의 내부 회로의 평면도이고, (b)는 감전 방지 컨택터가 실장된 후의 평면도이다. 한편, 도 21 및 도 22는 컨택부가 실장되는 경우의 예를 도시하였다.
도 21의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 4 실장 영역(21 내지 24)은 서로 이격되어 있고, 제 2 실장 영역(22)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)는 전기적으로 연결된다. 이때, 제 2 실장 영역(22)와 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)은 PCB 내부에서 서로 연결될 수 있다. 또한, 제 2 실장 영역(22)과 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24) 사이에는 표면에 절연층(25)이 형성되어 이들 실장 영역이 분리된다. 또한, 제 1 실장 영역(21)은 절연층(25) 아래에서 도전 라인과 연결되어 접지 단자에 연결된다. 이러한 내부 회로의 제 1 및 제 2 실장 영역(21, 22)에 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이 감전 방지부(2000)를 실장하고 제 3 및 제 4 실장 영역(23, 24)에 실장부(1000)를 실장할 수 있다.
또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 제 2 내지 제 4 실장 영역(22 내지 24)는 전기적으로 서로 연결되고, 제 1 실장 영역(21)는 전기적으로 연결되지 않는다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 컨택터는 컨택부(1000) 및 감전 방지부(2000)가 결합된 복합 소자 또는 컨택부(1000), 완충 부재(4000) 및 감전 방지부(2000)가 결합된 복합 소자 상태에서는 전기적으로 연결되어 있지 않고, SMD 실장 시 내부 회로(20), 즉 PCB에 의해서만 전기적으로 연결되된다. 즉, SMD 실장 후 컨텍부(1000) 또는 완충 부재(4000)는 내부 회로(20)를 통해 감전 방지부(2000)의 일 외부 전극과 연결되며, 타 외부 전극과는 연결되지 않으며, 감전 방지부(2000)의 내부 구조, 즉 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)에 의해 외부 전극끼리 연결된다. 따라서, 외부로부터 인가되는 ESD 등의 고전압은 내부 회로(20)의 접지 단자로 바이패스시킬 수 있고, 접지 단자로부터 누설되는 감전 전류는 차단될 수 있다. 또한, RF 신호는 감전 방지부(2000)의 캐패시터에 의해서 통과될 수 있다. 한편, 컨택부(1000)와 감전 방지부(2000)의 접촉 저항은 PCB 실장 전에는 100MΩ 이상이고 PCB 실장 후에는 10Ω 이하일 수 있다. 즉, 내부 회로(20) 실장 전에는 전기적으로 연결되지 않고 내부 회로(20) 실장 후에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 실시 예들은 컨택부(1000)로서 전도성 및 탄성을 가지는 클립 형태로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 컨택부(1000)는 전도성 고무, 전도성 실리콘, 내부에 전도성 도선이 삽입된 탄성체, 표면이 도체로 코팅 또는 접합된 가스켓을 포함할 수 있다. 이때, 전도성 가스켓의 경우 내부는 비전도성 탄성체로 이루어지고 외부는 전도성 물질이 코팅될 수 있다. 즉, 전도성을 갖고 탄성을 가지고 측면에 연장부를 가지는 부품이 본 발명의 컨택부(1000)로서 이용될 수 있다. 이렇게 컨택부(1000)로서 이용될 수 있는 전도성 가스켓이 도 23 및 도 24에 도시되어 있다. 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 컨택부(1000)는 내부에 관통공(1711)이 형성된 절연 탄성 코어(1710)과, 절연 탄성 코어(1710)을 둘러싸도록 형성된 도전층(1720)을 포함할 수 있다. 또한, 절연 탄성 코어(1710)의 측면에 실장부(3000)가 형성될 수 있다. 절연 탄성 코어(1710)는 내부에 관통공(1711)이 형성된 튜브 형상으로, 단면은 대략 사각형이나 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연 탄성 코어(1710)는 내부에 관통공(1711)이 형성되지 않을 수 있다. 이러한 절연 탄성 코어(1710)는 실리콘 또는 탄성 고무 등으로 형성될 수 있다. 도전층(1720)은 절연 탄성 코어(1710)을 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 도전층(1710)은 적어도 하나의 금속층으로 형성될 수 있는데, 예를 들어 금, 은, 구리 등으로 형성될 수 있다. 한편, 도전층(1710)이 형성되지 않고 탄성 코어(1710)에 도전성 파우더가 혼합될 수도 있다. 또한, 실장부(3000)는 절연 탄성 코어(1710)의 양측면에 하측으로 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 실장부(3000)는 관통공(1711)보다 하측으로 형성될 수 있다. 즉, 절연 탄성 코어(1710)이 외력에 의해 수축될 때 관통공(1711) 양측으로 절연 탄성 코어(1710)의 형상이 변형될 수 있는데, 형상이 변형되더라도 실장부(3000)에는 영향을 미치지 않도록 실장부(3000)는 관통공(1711)의 하측에 형성될 수 있다. 또한, 도전층(1720)이 형성된 절연 탄성 코어(1710)와 감전 방지부(2000) 사이에 완충 부재(4000)가 더 형성될 수 있고, 이 경우 실장부(3000)는 완충 부재(4000)의 측면에 형성될 수 있다. 즉, 전도성 가스켓을 컨택부(1000)로 이용하는 경우에도 본 발명의 실시 예들에서 설명된 내용을 그대로 적용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지부에 대해 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 감전 방지부(2000)는 복수의 절연 시트(100; 101 내지 111)가 적층된 적층체(2100)과, 적층체(2100) 내에 마련되며 복수의 내부 전극(200; 201 내지 208)을 구비하는 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)와, 적어도 하나의 방전 전극(310; 311, 312)과 ESD 보호층(320)을 구비하는 ESD 보호부(2300)를 포함할 수 있다. 또한, 적층체(2100) 내에 마련되며, 도전층 등이 형성되지 않는 소정 두께의 더미층(2500)을 더 포함할 수 있다. 즉, 적층체(2100) 내의 복수의 절연 시트(100) 중에서 선택된 절연 시트(100) 상에 복수의 내부 전극(200) 및 방전 전극(310)을 포함하는 도전층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 적층체(2100) 내에 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)가 마련되고, 그 사이에 ESD 보호부(2300)가 마련될 수 있다. 즉, 적층체(2100) 내부에 제 1 캐패시터부(2200), ESD 보호부(2300), 제 2 캐패시터부(2400) 및 더미층(2500)이 적층되어 감전 방지부(2000)가 구현될 수 있다. 또한, 적층체(2100)의 서로 대향하는 두 측면에 형성되어 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400)와 ESD 보호부(2300)와 연결되는 외부 전극(2510, 2520; 2500)을 더 포함할 수 있다. 물론, 감전 방지부(2000)는 적어도 하나의 캐패시터부와 적어도 하나의 ESD 보호부를 포함할 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)의 하측 또는 상측의 어느 하나에 캐패시터부가 마련될 수 있고, 서로 이격된 둘 이상의 ESD 보호부(2300)의 상측 및 하측에 적어도 하나의 캐패시터부가 마련될 수도 있다. 또한, ESD 보호부(2300)는 적층체(2100) 내부 또는 적층체(2100) 외부에 마련될 수 있는데, 본 실시 예들은 적층체(2100) 내부에 형성되는 경우를 설명하겠다. ESD 보호부(2300)가 적층체(2100) 외부에 형성되는 경우 ESD 보호층(320)이 적층체(2100)와 외부 전극(2500) 사이에 형성되고, 방전 전극(310)이 적층체(2100) 내부에 형성될될 수 있다. 이러한 감전 방지부(2000)는 전자기기의 내부 회로(예를 들어 PCB)(20) 상에 마련될 수 있다. 즉, 감전 방지부(2000)는 일측이 내부 회로(20)에 접촉되고 타측이 전자기기의 도전체(10)와 이격될 수 있다. 물론, 도전체(10)와 감전 방지부(2000) 사이에 컨택부(1000)가 마련되므로 감전 방지부(2000)의 타측은 컨택부(1000)와 이격되고 경우에 따라 컨택부(1000)와 접촉될 수 있다. 이렇게 감전 방지부(2000)가 도전체(10)와 내부 회로(20) 사이에 마련되어 내부 회로(20)로부터 인가되는 감전 전압을 차단할 수 있다. 또한, ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시키고, ESD에 의해 절연이 파괴되지 않아 감전 전압을 지속적으로 차단할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 감전 방지부(2000)는 감전 전압 이하에서 절연 상태를 유지하여 내부 회로(20)로부터 인가되는 감전 전압을 차단하고, ESD 전압 이상에서 도전 상태를 유지하여 외부로부터 전자기기 내부로 인가되는 ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시킨다.
2.1. 적층체
적층체(2100)는 복수의 절연 시트(101 내지 111; 100)가 적층되어 형성된다. 이러한 적층체(2100)는 일 방향(예를 들어 X 방향) 및 이와 직교하는 타 방향(예를 들어 Y 방향)으로 각각 소정의 길이 및 폭을 각각 갖고, 수직 방향(예를 들어 Z 방향)으로 소정의 높이를 갖는 대략 육면체 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 외부 전극(2500)의 형성 방향을 X 방향, 즉 길이라 할 때, 이와 수평 방향으로 직교하는 방향을 Y 방향을 폭으로 하고, 수직 방향을 Z 방향, 즉 두께로 할 수 있다. 여기서, X 방향으로의 길이는 Y 방향으로의 폭 및 Z 방향으로의 높이보다 크고, Y 방향으로의 폭은 Z 방향으로의 높이와 같거나 다를 수 있다. 폭(Y 방향)과 높이(Z 방향)가 다를 경우 폭은 높이보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 길이, 폭 및 높이의 비는 2∼5:1:0.5∼1일 수 있다. 즉, 폭을 기준으로 길이가 폭보다 2배 내지 5배 정도 클 수 있고, 높이는 폭보다 0.5배 내지 1배일 수 있다. 그러나, 이러한 X, Y 및 Z 방향의 길이는 하나의 예로서 방전 감지 소자가 연결되는 전자기기의 내부 구조, 방전 감지 소자의 형상 등에 따라 다양하게 변형 가능하다. 또한, 적층체(2100) 내부에는 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)와 적어도 하나의 ESD 보호부(2300)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 캐패시터부(2200), ESD 보호부(2300) 및 제 2 캐패시터부(2400)가 시트(100)의 적층 방향, 즉 Z 방향으로 마련될 수 있다. 복수의 절연 시트(100)는 MLCC 등의 유전체 재료 분말, BaTiO3, BaCO3, TiO2, Nd2O3, Bi2O3, Zn0, Al2O3 중의 하나 이상을 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 절연 시트(100)는 재질에 따라 각각 소정의 유전율, 예를 들어 5∼20000, 바람직하게는 7∼5000, 더욱 바람직하게는 200∼3000의 유전율을 가질 수 있다. 또한, 복수의 절연 시트(100)는 모두 동일 두께로 형성될 수 있고, 적어도 어느 하나가 다른 것들에 비해 두껍거나 얇게 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)의 절연 시트는 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)의 절연 시트와 다른 두께로 형성될 수 있고, ESD 보호부(2300)와 제 1 및 제 2 캐패시터(2200, 4000) 사이에 형성된 절연 시트가 다른 시트들과 다른 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, ESD 보호부(2300)와 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000) 사이의 절연 시트, 즉 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 두께는 ESD 보호부(2300)의 절연 시트, 즉 제 6 절연 시트(106)보다 얇거나 같은 두께로 형성되거나, 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)의 내부 전극 사이의 절연 시트(102 내지 104, 108 내지 110)보다 얇거나 같은 두께로 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000) 사이의 간격은 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)의 내부 전극 사이의 간격보다 얇거나 같게 형성되거나, ESD 보호부(2300)의 두께보다 얇거나 같게 형성될 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 캐패시터(2200, 4000)의 절연 시트(102 내지 104, 108 내지 110)은 동일 두께로 형성될 수 있고, 어느 하나가 다른 하나보다 얇거나 두꺼울 수도 있다. 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)의 절연 시트(102 내지 104, 108 내지 110) 중의 어느 하나의 두께를 다르게 함으로써 정전용량을 조정할 수 있다. 한편, 절연 시트들(100)은 예를 들어 1㎛∼5000㎛의 두께로 형성될 수 있고, 2500㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 절연 시트들(100)은 ESD 인가 시 파괴되지 않는 두께로 형성될 수 있다. 즉, 절연 시트들(100)은 사이즈가 작은 감전 방지부(2000)에 적용되는 경우 얇은 두께로 형성될 수 있고, 사이즈가 큰 감전 방지부(2000)에 적용되는 경우 두꺼운 두께로 형성될 수 있는데, 모든 경우에서 ESD 인가 시 파괴되지 않는 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연 시트들(100)이 동일한 수로 적층되는 경우 감전 방지부(2000)의 사이즈가 작을수록 두께가 얇아지고 감전 방지부(2000)이 사이즈가 커질수록 두께가 두꺼울 수 있다. 물론, 얇은 절연 시트(100)가 큰 사이즈의 감전 방지부(2000)에도 적용될 수 있는데, 이 경우 절연 시트(100)의 적층 수가 증가하게 된다. 또한, 적층체(2100)는 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)의 하부 및 상부에 각각 마련된 하부 커버층(미도시) 및 상부 커버층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 물론, 제 1 절연 시트(101)가 하부 커버층으로 기능하고 제 11 절연 시트(111)가 상부 커버층으로 기능할 수도 있다. 하부 및 상부 커버층은 자성체 시트가 복수 적층되어 마련될 수 있으며, 동일 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 자성체 시트로 이루어진 하부 및 상부 커버층의 최외곽, 즉 하부 및 상부 표면에 비자성 시트, 예를 들어 유리질의 시트가 더 형성될 수 있다. 또한, 하부 및 상부 커버층은 내부의 절연 시트들, 즉 제 2 내지 제 10 절연 시트(102 내지 110)보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 11 절연 시트(101, 111)이 하부 및 상부 커버층으로 기능하는 경우 제 2 내지 제 10 절연 시트(102 내지 110)보다 두껍게 형성될 수 있다.
2.2. 제 1 캐패시터부
제 1 캐패시터부(2200)는 ESD 보호부(2300)의 하측에 마련되며, 적어도 둘 이상의 내부 전극과, 이들 사이에 마련된 적어도 둘 이상의 절연 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 캐패시터부(2200)는 제 1 내지 4 절연 시트(101 내지 104)와, 제 1 내지 4 절연 시트(101 내지 104) 상에 각각 형성된 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)를 포함할 수 있다. 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)는 예를 들어 1㎛∼10㎛의 두께로 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)은 X 방향으로 서로 대향되도록 형성된 외부 전극(2510, 2520; 2500)과 일측이 연결되고 타측이 이격되도록 형성된다. 제 1 및 제 3 내부 전극(201, 203)은 제 1 및 제 3 절연 시트(101, 103) 상에 각각 소정 면적으로 형성되며, 일측이 제 1 외부 전극(2510)과 연결되고 타측이 제 2 외부 전극(2520)과 이격되도록 형성된다. 제 2 및 제 4 내부 전극(202, 204)는 제 2 및 제 4 절연 시트(102, 104) 상에 각각 소정 면적으로 형성되며 일측이 제 2 외부 전극(2520)과 연결되고 타측이 제 1 외부 전극(2510)과 이격되도록 형성된다. 즉, 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)는 외부 전극(2500)의 어느 하나와 교대로 연결되며 제 2 내지 제 4 절연 시트(202 내지 204)를 사이에 두고 소정 영역 중첩되도록 형성된다. 이때, 제 1 내지 제 4 내부 전극(201, 204)은 제 1 내지 제 4 절연 시트(101 내지 104) 각각의 면적 대비 10% 내지 95%의 면적으로 각각 형성된다. 또한, 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)은 이들 전극 각각의 면적 대비 10% 내지 95%의 면적으로 중첩되도록 형성된다. 한편, 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)은 예를 들어 정사각형, 직사각형, 소정의 패턴 형상, 소정 폭 및 간격을 갖는 스파이럴 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제 1 캐패시터부(2200)는 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204) 사이에 캐패시턴스가 각각 형성되며, 캐패시턴스는 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204)의 길이 또는 중첩 면적, 절연 시트들(101 내지 104)의 두께 등에 따라 조절될 수 있다. 한편, 제 1 캐패시터부(2200)는 제 1 내지 제 4 내부 전극(201 내지 204) 이외에 적어도 하나 이상의 내부 전극이 더 형성되고, 적어도 하나의 내부 전극이 형성되는 적어도 하나의 절연 시트가 더 형성될 수도 있다. 또한, 제 1 캐패시터부(2200)는 두개의 내부 전극이 형성될 수도 있다. 즉, 본 실시 예는 제 1 캐패시터(2200)의 내부 전극이 네개 형성되는 것을 예로 설명하였으나, 내부 전극은 둘 이상 복수로 형성될 수 있다.
2.3. ESD 보호부
ESD 보호부(2300)는 수직 방향으로 이격되어 형성된 적어도 두개의 방전 전극(310; 311, 312)과, 적어도 두개의 방전 전극(310) 사이에 마련된 적어도 하나의 ESD 보호층(320)을 포함할 수 있다. 예를 들어, ESD 보호부(2300)는 제 5 및 제 6 절연 시트(105, 106)와, 제 5 및 제 6 절연 시트(105, 106) 상에 각각 형성된 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과, 제 6 절연 시트(106)를 관통하여 형성된 ESD 보호층(320)을 포함할 수 있다. 여기서, ESD 보호층(320)은 적어도 일부가 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 연결되도록 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 캐패시터부(2200, 4000)의 내부 전극들(200)과 동일 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 1㎛∼10㎛의 두께로 형성할 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 캐패시터부(2200, 4000)의 내부 전극(200)보다 얇거나 두껍게 형성될 수도 있다. 제 1 방전 전극(311)은 제 1 외부 전극(2510)과 연결되어 제 5 절연 시트(105) 상에 형성되며 말단부가 ESD 보호층(320)과 연결되도록 형성된다. 제 2 방전 전극(312)은 제 2 외부 전극(2520)과 연결되어 제 6 절연 시트(106) 상에 형성되며 말단부가 ESD 보호층(320)과 연결되도록 형성된다. 여기서, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)의 ESD 보호층(320)과 접촉되는 영역은 ESD 보호층(320)과 동일 크기 또는 이보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 ESD 보호층(320)을 벗어나지 않고 완전히 중첩되어 형성될 수도 있다. 즉, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)의 가장자리는 ESD 보호층(320)의 가장자리와 수직 성분을 이룰 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 ESD 보호층(320)의 일부에 중첩되도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)는 ESD 보호층(320)의 수평 면적의 10% 내지 100% 중첩되도록 형성될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 ESD 보호층(320)을 벗어나게 형성되지 않는다. 한편, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)은 ESD 보호층(320)과 접촉되는 일 영역이 접촉되지 않은 영역보다 크게 형성될 수 있다. ESD 보호층(320)은 제 6 절연 시트(106)의 소정 영역, 예를 들어 중심부에 형성되어 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 연결될 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)은 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 적어도 일부 중첩되도록 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호층(320)은 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 수평 면적의 10% 내지 100% 중첩되도록 형성될 수 있다. ESD 보호층(320)은 제 6 절연 시트(106)의 소정 영역, 예를 들어 중심부에 소정 크기의 관통홀을 형성하고 인쇄 공정을 이용하여 관통홀의 적어도 일부를 도포하거나 매립하도록 형성될 수 있다. ESD 보호층(320)은 적층체(2100) 두께의 1%∼20%의 두께로 형성되고, 적층체(2100)의 일 방향 길이의 3%∼50%의 길이로 형성될 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)이 복수로 형성되는 경우 복수의 ESD 보호층(320)의 두께의 합은 적층체(2100) 두께의 1%∼50%로 형성될 수 있다. 또한, ESD 보호층(320)은 적어도 일 방향, 예를 들어 X 방향으로 길이가 긴 장공형으로 형성될 수 있고, X 방향의 길이 는 절연 시트(100)의 X 방향 길이의 5%∼75%로 형성될 수 있다. 그리고, ESD 보호층(320)은 Y 방향으로의 폭이 절연 시트(100)의 Y 방향 폭의 3%∼50%로 형성될 수 있다. 이러한 ESD 보호층(320)은 예를 들어 50㎛∼1000㎛의 직경과 5㎛∼200㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)의 두께가 얇을수록 방전 개시 전압이 낮아진다. ESD 보호층(320)은 도전 물질과 절연 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 절연 물질은 복수의 기공(pore)을 갖는 다공성의 절연 물질일 수 있다. 예를 들어, 도전성 세라믹과 절연성 세라믹의 혼합 물질을 제 6 절연 시트(106) 상에 인쇄하여 ESD 보호층(320)을 형성할 수 있다. 한편, ESD 보호층(320)은 적어도 하나의 절연 시트(100) 상에 형성될 수도 있다. 즉, 수직 방향으로 적층된 적어도 하나, 예를 들어 두개의 절연 시트(100)에 ESD 보호층(320)이 각각 형성되고, 그 절연 시트(100) 상에 서로 이격되도록 방전 전극이 형성되어 ESD 보호층(320)과 연결될 수 있다. ESD 보호층(320)의 구조, 재료 등의 보다 자세한 설명은 후술하도록 하겠다.
2.4. 제 2 캐패시터부
제 2 캐패시터부(2400)는 ESD 보호부(2300)의 상측에 마련되며, 적어도 둘 이상의 내부 전극과, 이들 사이에 마련된 적어도 둘 이상의 절연 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 캐패시터부(2200)는 제 7 내지 제 10 절연 시트(107 내지 110)와, 제 7 내지 제 10 절연 시트(107 내지 110) 상에 각각 형성된 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)은 X 방향으로 서로 대향되도록 형성된 외부 전극(2510, 2520; 2500)과 일측이 연결되고 타측이 이격되도록 형성된다. 제 5 및 제 7 내부 전극(205, 207)은 제 7 및 제 9 절연 시트(107, 109) 상에 소정 면적으로 형성되며, 일측이 제 1 외부 전극(2510)과 연결되고 타측이 제 2 외부 전극(2520)과 이격되도록 형성된다. 제 6 및 제 8 내부 전극(206, 208)는 제 8 및 제 10 절연 시트(108, 110) 상에 각각 소정 면적으로 형성되며 일측이 제 2 외부 전극(2520)과 연결되고 타측이 제 1 외부 전극(2510)과 이격되도록 형성된다. 즉, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 108)이 외부 전극(2500)의 어느 하나와 교대로 연결되며 제 8 내지 제 10 절연 시트(208 내지 110)를 사이에 두고 소정 영역 중첩되도록 형성된다. 이때, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)은 제 7 내지 제 10 절연 시트(107 내지 110) 각각의 면적 대비 10% 내지 85%의 면적으로 각각 형성된다. 또한, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)은 이들 전극 각각의 면적 대비 10% 내지 85%의 면적으로 중첩되도록 형성된다. 또한, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)은 예를 들어 1㎛∼10㎛의 두께로 형성할 수 있다. 한편, 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)은 예를 들어 정사각형, 직사각형, 소정의 패턴 형상, 소정 폭 및 간격을 갖는 스파이럴 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제 2 캐패시터부(2400)는 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208) 사이에 캐패시턴스가 각각 형성되며, 캐패시턴스는 제 5 내지 제 8 내부 전극(205 내지 208)의 길이 또는 중첩 면적, 절연 시트들(108 내지 110)의 두께 등에 따라 조절될 수 있다. 한편, 제 2 캐패시터부(2400)는 제 3 및 제 4 내부 전극(203, 204) 이외에 적어도 하나 이상의 내부 전극이 더 형성되고, 적어도 하나의 내부 전극이 형성되는 적어도 하나의 절연 시트가 더 형성될 수도 있다. 또한, 제 2 캐패시터부(2400)는 두개의 내부 전극이 형성될 수도 있다. 즉, 본 실시 예는 제 2 캐패시터(4000)의 내부 전극이 네개 형성되는 것을 예로 설명하였으나, 내부 전극은 둘 이상 복수로 형성될 수 있다.
한편, 제 1 캐패시터부(2200)의 내부 전극들(201 내지 204)과 제 2 캐패시터부(2400)의 내부 전극들(205 내지 208)은 동일 형상 및 동일 면적으로 형성될 수 있고, 중첩 면적 또한 동일할 수 있다. 또한, 제 1 캐패시터부(2200)의 절연 시트들(101 내지 104)와 제 2 캐패시터부(2400)의 절연 시트들(107 내지 110)은 동일 두께를 가질 수 있다. 이때, 제 1 절연 시트(101)가 하부 커버층으로 기능할 경우 제 1 절연 시트(101)는 나머지 절연 시트들에 비해 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)는 캐패시턴스가 동일할 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 4000)는 캐패시턴스가 다를 수 있으며, 이 경우 내부 전극의 면적 또는 길이, 내부 전극의 중첩 면적, 절연 시트의 두께의 적어도 어느 하나가 서로 다를 수 있다. 또한, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극(201 내지 208)는 ESD 보호부(2300)의 방전 전극(310)보다 길거나 같게 형성될 수 있고, 면적 또한 크거나 같게 형성될 수 있다.
한편, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극들(201 내지 208)의 두께는 적층체(2100) 두께의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 즉, 내부 전극들(201 내지 208) 각각의 두께의 합은 적층체(2100) 두께의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 이때, 내부 전극들(201 내지 208) 각각의 두께는 동일할 수도 있고, 적어도 어느 하나가 다를 수 있다. 예를 들어, 내부 전극들(201 내지 208)의 적어도 하나가 나머지보다 두껍거나 얇게 형성될 수 있다. 또한, 내부 전극들(201 내지 208) 각각은 적어도 일 영역의 두께가 다른 영역과 다를 수 있다. 그러나, 내부 전극들(201 내지 208) 중에서 적어도 하나의 두께가 다른 경우와, 내부 전극들(201 내지 208) 각각의 적어도 일 영역의 두께가 다른 경우에도 내부 전극들(201 내지 208)의 두께의 합은 적층체(2100) 두께의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 또한, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극들(201 내지 208)의 단면적은 적층체(2100) 단면적의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 즉, 내부 전극들(201 내지 208)의 두께 방향, 즉 Z 방향으로의 단면적의 합은 적층체(2100)의 단면적의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 이때, 내부 전극들(201 내지 208) 각각은 단면적이 동일할 수도 있고, 적어도 어느 하나가 다를 수 있다. 그러나, 내부 전극들(201 내지 208) 중에서 적어도 하나의 단면적이 다른 경우에도 내부 전극들(201 내지 208)의 단면적의 합은 적층체(2100) 단면적의 0.05%∼50%로 형성될 수 있다. 그리고, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극들(201 내지 208) 각각의 길이 및 폭은 절연 시트(100)의 길이 및 폭의 95% 이하로 형성될 수 있다. 즉, 내부 전극들(201 내지 208)은 X 방향의 길이가 절연 시트(100)의 X 방향 길이의 10%∼95%로 형성되고, Y 방향의 폭이 절연 시트(100)의 Y 방향 폭의 10%∼95%로 형성될 수 있다. 그러나, 내부 전극들(201 내지 208)은 절연 시트(100)를 사이에 두고 적어도 일부 영역이 중첩되어 형성되어야 하므로 길이 및 폭이 절연 시트(100) 길이 및 폭의 50%∼95%로 형성되는 것이 바람직하고, 80%∼95%로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 내부 전극들(210 내지 208) 중에서 적어도 어느 하나의 길이가 다른 내부 전극의 길이와 다를 수 있다. 예를 들어, 하나의 내부 전극의 길이가 다른 내부 전극들의 길이보다 길거나 짧을 수 있다. 하나의 내부 전극의 길이가 다른 내부 전극들보다 길 경우 중첩 면적이 증가하게 되고, 작을 경우 중첩 면적이 줄어들게 된다. 따라서, 적어도 어느 하나의 내부 전극의 길이를 다르게 함으로써 정전용량을 조정할 수 있다.
2.5. 외부 전극
외부 전극(2510, 2520; 2500)는 적층체(2100)의 서로 대향되는 두 측면에 마련되어 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400)와 ESD 보호부(2300)의 내부 전극과 연결된다. 또한, 외부 전극(2500)은 적층체(2100)의 하면으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 적층체(2100)의 하면이 내부 회로(20)와 대면하고 외부 전극(2500)이 내부 회로(20) 상에 실장되어야 하므로 적층체(2100)의 서로 대향되는 양 측면에 형성된 외부 전극(2510, 2520)은 적층체(2100)의 하면으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 적층체(2100)의 하면에 연장 형성된 외부 전극(2500)은 서로 소정 간격 이격될 수 있다. 또한, 외부 전극(2500)의 적어도 하나는 적층체(2100)의 상면으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 적층체(2100)의 상면과 대면하는 컨택부(1000)와 접촉될 수 있도록 외부 전극(2500)의 적어도 하나, 예를 들어 제 1 외부 전극(2510)은 적층체(2100)의 상면에 연장 형성될 수 있다. 이때, 적층체(2100)의 상면에 연장 형성되는 영역은 적층체(2100) 상면에 충분한 길이로 형성되며, 제 2 외부 전극(2520)과 접촉되지 않도록 형성된다. 또한, 외부 전극(2500)의 어느 하나, 예를 들어 제 2 외부 전극(2520)은 더미층(2500)의 측면에는 형성되지 않는다. 즉, 제 2 외부 전극(2520)은 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400) 및 ESD 보호부(2300)이 형성된 부분의 적층체(2100)의 측면에 형성되지만, 더미층(2500)의 측면에는 형성되지 않는다. 이렇게 적층체(2100)의 상면에 제 1 외부 전극(2510)이 연장 형성되어 컨택부(1000)와 접촉될 수 있고, 적층체(2100)의 하면에 제 1 및 제 2 외부 전극(2510, 2520)이 연장 형성되어 내부 회로(20)에 실장될 수 있다.
이러한 외부 전극(2500)은 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다. 외부 전극(2500)은 Ag 등의 금속층으로 형성될 수 있고, 금속층 상에 적어도 하나의 도금층이 형성될 수도 있다. 예를 들어, 외부 전극(2500)은 구리층, Ni 도금층 및 Sn 또는 Sn/Ag 도금층이 적층 형성될 수도 있다. 또한, 외부 전극(2500)은 예를 들어 0.5%∼20%의 Bi2O3 또는 SiO2를 주성분으로 하는 다성분계의 글래스 프릿(Glass frit)을 금속 분말과 혼합하여 형성할 수 있다. 이때, 글래스 프릿과 금속 분말의 혼합물은 페이스트 형태로 제조되어 적층체(2100)의 두면에 도포될 수 있다. 이렇게 외부 전극(2500)에 글래스 프릿이 포함됨으로써 외부 전극(2500)과 적층체(2100)의 밀착력을 향상시킬 수 있고, 내부 전극(200)과 외부 전극(2500)의 콘택 반응을 향상시킬 수 있다. 또한, 글래스가 포함된 도전성 페이스트가 도포된 후 그 상부에 적어도 하나의 도금층이 형성되어 외부 전극(2500)이 형성될 수 있다. 즉, 글래스가 포함된 금속층과, 그 상부에 적어도 하나의 도금층이 형성되어 외부 전극(2500)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 외부 전극(2500)은 글래스 프릿과 Ag 및 Cu의 적어도 하나가 포함된 층을 형성한 후 전해 또는 무전해 도금을 통하여 Ni 도금층 및 Sn 도금층 순차적으로 형성할 수 있다. 이때, Sn 도금층은 Ni 도금층과 같거나 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 물론, 외부 전극(2500)은 적어도 하나의 도금층만으로 형성될 수도 있다. 즉, 페이스트를 도포하지 않고 적어도 1회의 도금 공정을 이용하여 적어도 일층의 도금층을 형성하여 외부 전극(2500)을 형성할 수도 있다. 한편, 외부 전극(2500)은 2㎛∼100㎛의 두께로 형성될 수 있으며, Ni 도금층이 1㎛∼10㎛의 두께로 형성되고, Sn 또는 Sn/Ag 도금층은 2㎛∼10㎛의 두께로 형성될 수 있다.
2.6. 저항 조절 부재
한편, 외부 전극(2500)을 형성하기 이전에 적층체(2100)의 표면에 산화물을 분포시켜 저항 조절 부재(미도시), 즉 절연 부재를 형성할 수 있다. 이때, 산화물은 입자 상태 또는 용융 상태로 적층체(2100)의 표면에 분산되어 분포될 수 있다. 또한, 산화물은 외부 전극(2500)의 일부를 인쇄 공정으로 형성하기 이전에 분포시킬 수도 있고, 도금 공정을 실시하기 이전에 분포시킬 수도 있다. 즉, 산화물은 도금 공정으로 외부 전극(2500)을 형성할 때 도금 공정 이전에 적층체(2100) 표면에 분포될 수 있다. 이렇게 도금 공정 이전에 산화물을 분포시킴으로써 적층체(2100) 표면의 저항을 균일하게 할 수 있고, 그에 따라 도금 공정이 균일하게 실시될 수 있다. 즉, 적층체(2100)의 표면은 적어도 일 영역의 저항이 다른 영역의 저항과 다를 수 있는데, 저항이 불균일한 상태에서 도금 공정을 실시하면 저항이 낮은 영역에 저항이 높은 영역보다 도금이 잘 진행되어 도금층의 성장 불균일이 발생된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 적층체(2100)의 표면 저항을 균일하게 유지해야 하고, 이를 위해 적층체(2100)의 표면에 입자 상태 또는 용융 상태의 산화물을 분산시켜 저항 조절 부재를 형성할 수 있다. 이때, 산화물은 적층체(2100)의 표면에 부분적으로 분포될 수도 있으며, 적층체(2100)의 표면에 전체적으로 분포되어 막 형태로 형성될 수 있고, 적어도 일 영역에 막 형태로 형성되고 적어도 일 영역에 부분적으로 분포될 수도 있다. 예를 들어, 산화물이 적층체의 표면에 섬(island) 형태로 분포되어 저항 조절 부재가 형성될 수 있다. 즉, 적층체(2100) 표면에 입자 상태 또는 용융 상태의 산화물이 서로 이격되어 섬 형태로 분포될 수 있고, 그에 따라 적층체(2100) 표면의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 또한, 산화물이 적층체(2100)의 전체 표면에 분포되고, 입자 상태 또는 용융 상태의 산화물이 서로 연결되어 소정 두께의 산화물 막이 형성될 수 있다. 이때, 적층체(2100) 표면에 산화물 막이 형성되므로 적층체(2100)의 표면은 노출되지 않을 수 있다. 그리고, 산화물은 적어도 일 영역에는 막 형태로 형성되고, 적어도 일부에는 섬 형태로 분포될 수 있다. 즉, 적어도 둘 이상의 산화물이 연결되어 적어도 일 영역에는 막으로 형성되고, 적어도 일부에는 섬 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 적층체 표면의 적어도 일부가 산화물에 의해 노출될 수 있다. 적어도 일부에 섬 형태로 분포되는 산화물로 이루어진 저항 조절 부재(400)의 총 면적은 적층체(2100) 표면 전체 면적의 예를 들어 10% 내지 90%일 수 있다. 여기서, 적층체(2100)의 표면 저항을 균일하게 하기 위한 입자 상태 또는 용융 상태의 산화물은 적어도 하나 이상의 산화물이 이용될 수 있는데, 예를 들어 Bi2O3, BO2, B2O3, ZnO, Co3O4, SiO2, Al2O3, MnO, H2BO3, H2BO3, Ca(CO3)2, Ca(NO3)2, CaCO3 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
2.7. 내부 전극 및 방전 전극의 구성
한편, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극들(201 내지 208)과 ESD 보호부(2300)의 방전 전극(311, 312)은 도전성 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 Al, Cu, Ag, Pt, Au 등의 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 즉, 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)은 하나의 금속 또는 적어도 둘 이상의 금속 합금으로 형성될 수 있다. 물론, 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)은 도전성을 갖는 금속 산화물, 금속 질화물 등으로 형성될 수도 있다. 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)은 이러한 금속, 금속 합금 또는 금속 화합물의 페이스트를 도포하여 형성할 수 있고, 스퍼터, CVD 등의 증착 방법으로 형성할 수도 있다. 또한, 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)은 적층체(2100)를 이루는 성분이 포함될 수 있다. 즉, 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)은 도전성 물질 뿐만 아니라 절연 시트(100)를 이루는 성분이 포함될 수 있다. 즉, MLCC 등의 유전체 재료 분말, BaTiO3, BaCO3, TiO2, Nd2O3, Bi2O3, Zn0, Al2O3 중의 하나 이상을 포함하는 물질이 포함된 도전성 물질을 이용하여 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)을 형성할 수 있다. 이때, 적층체 성분, 즉 절연 시트의 성분은 20% 이하로 도전성 물질에 포함될 수 있는데, 예를 들어 절연 시트의 성분와 도전성 물질의 혼합물을 100이라 할 때 절연 시트 성분이 1∼20 정도 포함될 수 있다. 이렇게 절연 시트 성분이 포함됨으로써 내부 전극들(201 내지 208)과 방전 전극(310)의 수축률을 적층체(2100)와 유사하게 할 수 있고, 전극들과 절연 시트(100)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
2.8. 캐패시터부와 ESD 보호부의 두께
여기서, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 두 내부 전극 사이의 거리보다 짧거나 같을 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 내부 전극(200) 사이에 위치한 절연 시트들(102 내지 104, 107 내지 110)의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 또한, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리는 ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(310) 사이의 거리보다 짧거나 같을 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 ESD 보호층(320)이 형성된 제 6 절연 시트(106)의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 결국, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 내부 전극(200) 사이에 위치한 절연 시트들(102 내지 104, 107 내지 110)의 두께보다 얇거나 같은 두께로 형성되거나, ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(310) 사이의 거리(B)보다 얇거나 같은 두께로 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리를 A1 및 A2, 캐패시터부(2200, 2400) 내의 두 내부 전극 사이의 거리를 C1 및 C2, 그리고 ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(300) 사이의 거리를 B라 할 때 A1=A2≤C1=C2 또는 A1=A2≤B일 수 있다. 물론, A1과 A2, 그리고 C1과 C2는 같지 않을 수도 있다. 한편, 최하층 및 최상층의 절연 시트, 즉 제 1 및 제 11 절연 시트(101, 111)의 두께는 각각 10㎛ 이상 적층체(2100) 두께의 50% 이하일 수 있다. 이때, 제 1 및 제 11 절연 시트(101, 111)의 두께를 각각 D1 및 D2라 할 때 B≤D1=D2일 수 있으며, D1과 D2가 다를 수도 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예는 적층체(2100) 내에 하나의 ESD 보호층(320)을 구비하는 ESD 보호부(2300)가 마련된 경우를 설명하였으나, ESD 보호층(320)이 둘 이상 복수 마련될 수도 있어 ESD 보호부(2300)가 복수 마련될 수도 있다. 예를 들어, 수직 방향으로 ESD 보호층(320)이 적어도 둘 이상 형성되고 ESD 보호층(320) 사이에 방전 전극이 더 형성되어 하나의 감전 방지부(2000)가 적어도 하나의 캐패시터와 둘 이상의 ESD 보호부로 이루어질 수 있다. 또한, 캐패시터부(2200, 2400)의 내부 전극들(200)과 ESD 보호부(2300)의 방전 전극(310) 및 ESD 보호층(320)이 Y 방향으로 적어도 둘 이상 형성될 수 있다. 따라서, 하나의 적층체(2100) 내에 복수의 감전 방지부(2000)가 병렬로 마련될 수도 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예의 감전 방지부의 ESD 보호층(320)의 단면 개략도이다.
도 25의 (a)에 도시된 바와 같이, ESD 보호층(320)은 도전 물질과 절연 물질을 혼합하여 형성할 수 있다. 즉, ESD 보호층(320)은 도전 물질과 절연 물질이 혼합된 ESD 보호 물질이 적어도 하나의 시트(100)에 형성된 관통홀의 적어도 일부에 도포되거나 매립되어 형성될 수 있다. 예를 들어, ESD 보호층(320)은 도전성 세라믹과 절연성 세라믹을 혼합한 ESD 보호 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우 ESD 보호층(320)은 도전성 세라믹과 절연성 세라믹을 예를 들어 10:90 내지 90:10의 혼합 비율로 혼합하여 형성할 수 있다. 절연성 세라믹의 혼합 비율이 증가할수록 방전 개시 전압이 높아지고, 도전성 세라믹의 혼합 비율이 증가할수록 방전 개시 전압이 낮아질 수 있다. 따라서, 소정의 방전 개시 전압을 얻을 수 있도록 도전성 세라믹과 절연성 세라믹의 혼합 비율을 조절할 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)에는 복수의 기공(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호층(320)은 다공성의 절연 물질을 이용하므로 복수의 기공이 형성될 수 있다. 기공이 형성됨으로써 ESD 전압을 더욱 용이하게 접지 단자로 바이패스시킬 수 있다.
또한, ESD 보호층(300)은 도전층과 절연층을 적층하여 소정의 적층 구조로 형성할 수 있다. 즉, ESD 보호층(300)은 도전층과 절연층을 적어도 1회 적층하여 도전층과 절연층이 구분되어 형성할 수 있다. 예를 들어, ESD 보호층(320)은 도전층과 절연층이 적층되어 2층 구조로 형성될 수 있고, 도전층, 절연층 및 도전층이 적층되어 3층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 도전층(321)과 절연층(322)이 복수회 반복 적층되어 3층 이상의 적층 구조로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 25의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 도전층(321a), 절연층(322) 및 제 2 도전층(321b)이 적층된 3층 구조의 ESD 보호층(300)이 형성될 수 있다. 한편, 도전층과 절연층을 복수회 적층하는 경우 최상층 및 최하층은 도전층이 위치할 수 있다. 이때, 도전층(321)과 절연층(322)의 적어도 일부에는 복수의 기공(미도시)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전층(321) 사이에 형성된 절연층(322)은 다공성 구조로 형성되므로 절연층(322) 내에 복수의 기공이 형성될 수 있다.
또한, ESD 보호층(320)은 소정 영역에 공극(void)이 더 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도전 물질과 절연 물질이 혼합된 층의 사이에 공극이 형성될 수 있고, 도전층과 절연층 사이에 공극이 형성될 수도 있다. 즉, 도전 물질과 절연 물질의 제 1 혼합층, 공극 및 제 2 혼합층이 적층 형성될 수 있고, 도전층, 공극 및 절연층이 적층 형성될 수도 있다. 예를 들어, ESD 보호층(320)은 도 25의 (c)에 도시된 바와 같이 제 1 도전층(321a), 제 1 절연층(322a), 공극(323), 제 2 절연층(322b) 및 제 2 도전층(321b)이 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 도전층(321) 사이에 절연층(322)이 형성되고, 절연층(322) 사이에 공극(323)이 형성될 수 있다. 물론, 도전층, 절연층, 공극이 반복 적층되어 ESD 보호층(320)이 형성될 수도 있다. 한편, 도전층(321), 절연층(322) 및 공극(323)이 적층되는 경우 이들 모두의 두께가 모두 동일할 수 있고, 적어도 어느 하나의 두께가 다른 것들에 비해 얇을 수 있다. 예를 들어, 공극(323)이 도전층(321) 및 절연층(322)보다 얇을 수 있다. 또한, 도전층(321)은 절연층(322)과 동일 두께로 형성될 수도 있고, 절연층(322)보다 두껍거나 얇게 형성될 수도 있다. 한편, 공극(323)은 고분자 물질을 충진한 후 소성 공정을 실시하여 고분자 물질을 제거함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 도전성 세라믹이 포함된 제 1 고분자 물질, 절연성 세라믹이 포함된 제 2 고분자 물질, 그리고 도전성 세라믹 또는 절연성 세라믹 등이 포함되지 않은 제 3 고분자 물질을 비아홀 내에 충진한 후 소성 공정을 실시하여 고분자 물질을 제거함으로써 도전층, 절연층 및 공극이 형성될 수 있다. 한편, 공극(323)은 층이 구분되지 않고 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도전층(321a, 321b) 사이에 절연층(322)이 형성되고 절연층(322) 내에 수직 방향 또는 수평 방향으로 복수의 기공이 연결되어 공극(323)이 형성될 수 있다. 즉, 공극(323)은 절연층(322) 내에 복수의 기공으로 형성될 수 있다. 물론, 공극(323)이 복수의 기공에 의해 도전층(321)에 형성될 수도 있다.
또한, ESD 보호층(320)은 다공성 절연 물질 및 도전 물질을 포함하는 ESD 보호 물질이 홀의 일부에 도포되고 나머지 영역은 ESD 보호 물질이 도포되지 않아 공극이 형성될 수 있다. 물론, ESD 보호층(320)은 관통홀 내부에 ESD 보호 물질이 형성되지 않고 도 25의 (d)에 도시된 바와 같이 두 방전 전극(311, 312) 사이에 공극(323)이 형성될 수도 있다.
한편, ESD 보호층(320)에 이용되는 도전층(321)은 소정의 저항을 갖고 전류를 흐르게 할 수 있다. 예를 들어, 도전층(321)은 수Ω 내지 수백㏁을 갖는 저항체일 수 있다. 이러한 도전층(321)은 ESD 등이 과전압이 유입될 경우 에너지 레벨을 낮춰 과전압에 의한 감전 방지부의 구조적인 파괴가 일어나지 않도록 한다. 즉, 도전층(321)은 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 히트 싱크(heat sink)의 역할을 한다. 이러한 도전층(321)은 도전성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있으며, 도전성 세라믹은 La, Ni, Co, Cu, Zn, Ru, Ag, Pd, Pt, W, Fe, Bi 중의 하나 이상을 포함한 혼합물을 이용할 수 있다. 또한, 도전층(321)은 1㎛∼50㎛의 두께로 형성할 수 있다. 즉, 도전층(321)이 복수의 층으로 형성될 경우 전체 두께의 합이 1㎛∼50㎛로 형성될 수 있다.
또한, ESD 보호층(320)에 이용되는 절연층(322)은 방전 유도 물질로 이루어질 수 있고, 다공성 구조를 가진 전기 장벽으로 기능할 수 있다. 이러한 절연층(322)은 절연성 세라믹으로 형성될 수 있고, 절연성 세라믹은 50∼25000 정도의 유전율을 갖는 강유전체 물질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 절연성 세라믹은 MLCC 등의 유전체 재료 분말, SiO2, Fe2O3, Co3O4, BaTiO3, BaCO3, TiO2, Nd, Bi, Zn, Al2O3 중의 하나 이상을 포함한 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이러한 절연층(322)은 1㎚∼30㎛ 정도 크기의 기공이 복수 형성되어 30%∼80%의 기공률로 형성된 다공성 구조로 형성될 수 있다. 이때, 기공 사이의 최단 거리의 평균은 1㎚∼50㎛ 정도일 수 있다. 즉, 절연층(322)은 기공률이 클수록 기공 사이의 거리가 짧아지고 기공의 크기가 클수록 기공 사이의 거리가 가까울 수 있다. 절연층(322)은 전류가 흐르지 못하는 전기 절연 물질로 형성되지만, 기공이 형성되므로 기공을 통해 전류가 흐를 수 있다. 이때, 기공의 크기가 커지거나 기공률이 커질수록 방전 개시 전압이 낮아질 수 있고, 이와 반대로 기공의 크기가 작아지거나 기공률이 낮아지면 방전 개시 전압이 높아질 수 있다. 그러나, 기공의 크기가 30㎛를 초과하거나 기공률이 80%를 초과하면 ESD 보호층(320)의 형상 유지가 어려울 수 있다. 따라서, ESD 보호층(320)의 형상을 유지하면서 방전 개시 전압을 조절하도록 절연층(322)의 기공 크기 및 기공률을 조절할 수 있다. 한편, ESD 보호층(320)이 절연 물질과 도전 물질의 혼합 물질로 형성되는 경우 절연 물질은 미세 기공 및 기공률을 갖는 절연성 세라믹을 이용할 수 있다. 또한, 절연층(322)은 미세 기공에 의해 절연 시트(100)의 저항보다 낮은 저항을 갖고, 미세 기공을 통해 부분 방전이 이루어질 수 있다. 즉, 절연층(322)은 미세 기공이 형성되어 미세 기공을 통해 부분 방전이 이루어진다. 이러한 절연층(322)은 1㎛∼50㎛의 두께로 형성할 수 있다. 즉, 절연층(322)이 복수의 층으로 형성될 경우 전체 두께의 합이 1㎛∼50㎛로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 감전 방지부(2000)는 내부 회로(20)의 접지 단자로부터 금속 케이스 등의 도전체(10)로 전달되는 감전 전압을 차단할 수 있고, 외부로부터 도전체(10)를 통해 내부 회로(20)로 인가되는 ESD 등의 과도 전압을 접지 단자로 바이패스시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 감전 방지부(2000)는 정격 전압 및 감전 전압에서는 외부 전극(2500) 사이에서 전류가 흐르지 못하고, ESD 전압에서는 ESD 보호부(2300)를 통해 전류가 흘러 ESD 전압이 접지 단자로 바이패스된다. 한편, 감전 방지부(2000)는 방전 개시 전압이 정격 전압보다 높고 ESD 전압보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 감전 방지부(2000)는 정격 전압이 100V 내지 240V일 수 있고, 감전 전압은 회로의 동작 전압과 같거나 높을 수 있으며, 외부의 정전기 등에 의해 발생되는 ESD 전압은 감전 전압보다 높을 수 있고, 방전 개시 전압은 350V∼15kV일 수 있다. 또한, 캐패시터부(2200, 2400)에 의해 외부와 내부 회로(20) 사이에 통신 신호가 전달될 수 있다. 즉, 외부로부터의 통신 신호, 예를 들어 RF 신호는 캐패시터부(2200, 2400)에 의해 내부 회로(20)로 전달될 수 있고, 내부 회로(20)로부터의 통신 신호는 캐패시터부(2200, 2400)에 의해 외부로 전달될 수 있다. 따라서, 별도의 안테나가 마련되지 않고 금속 케이스(10)를 안테나로 이용하는 경우에도 캐패시터부(2200, 2400)를 이용하여 외부와의 통신 신호를 주고받을 수 있다. 결국, 본 발명에 따른 감전 방지부(2000)는 내부 회로(20)의 접지 단자로부터 인가되는 감전 전압을 차단하고, 외부로부터 인가되는 ESD 전압을 접지 단자로 바이패스시키며, 외부와 전자기기 사이에 통신 신호를 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 감전 방지부(2000)는 내압 특성이 높은 절연 시트(100)를 복수 적층하여 캐패시터부(2200, 2400)를 형성함으로써 불량 충전기에 의한 내부 회로(20)에서 도전체(10)로의 예를 들어 310V의 감전 전압이 유입될 때 누설 전류가 흐르지 않도록 절연 저항 상태를 유지할 수 있고, ESD 보호부(2400) 역시 도전체(10)에서 내부 회로(20)로의 ESD 전압 유입 시 ESD 전압을 바이패스시켜 소자의 파손없이 높은 절연 저항 상태를 유지할 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)는 에너지 레벨을 낮춰 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 도전층(310)과 다공성 구조로 이루어져 미세 기공을 통해 전류를 흐르게 하는 절연층(320)으로 이루어진 ESD 보호층(300)을 포함함으로써 외부로부터 유입되는 ESD 전압을 바이패스시켜 회로를 보호할 수 있다. 따라서, ESD 전압에 의해서도 절연 파괴되지 않고, 그에 따라 금속 케이스 등의 도전체(10)를 구비하는 전자기기 내에 마련되어 불량 충전기에서 발생된 감전 전압이 전자기기의 금속 케이스를 통해 사용자에게 전달되는 것을 지속적으로 방지할 수 있다. 한편, 일반적인 MLCC(Multi Layer Capacitance Circuit)는 감전 전압은 보호하지만 ESD에는 취약한 소자로 이는 반복적인 ESD 인가 시 전하 차징(Charging)에 의한 누설 포인트(Leak point)로 스파크(Spark)가 발생하여 소자 파손 현상이 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명은 캐패시터부 사이에 도전층과 절연층을 포함하는 ESD 보호층이 형성됨으로써 ESD 전압을 ESD 보호층을 통해 패스시킴으로써 캐패시터부가 파괴되지 않는다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예는 ESD 보호층(320)이 절연 시트(106)에 형성된 관통홀에 ESD 보호 물질이 매립 또는 도포되어 형성되었다. 그러나, ESD 보호층(320)은 절연 시트의 소정 영역에 형성되고, ESD 보호층(320)에 각각 접촉되도록 방전 전극(310)이 형성될 수 있다. 즉, 도 26의 제 2 실시 예의 단면도에 도시된 바와 같이 절연 시트(106) 상에 두 방전 전극(311, 312)이 수평 방향으로 소정 간격 이격되어 형성되고, 두 방전 전극(311, 312) 사이에 ESD 보호층(320)이 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400), 외부 전극(2500) 등의 구성은 본 발명의 제 1 실시 예의 설명과 동일하므로 상세한 설명을 생략하며, ESD 보호부(2300)의 설명 중에서 중복되는 내용 또한 상세한 설명을 생략한다.
ESD 보호부(2300)는 동일 평면 상에 이격되어 형성된 적어도 두개의 방전 전극(311, 312)과, 적어도 두개의 방전 전극(311, 312) 사이에 마련된 적어도 하나의 ESD 보호층(320)을 포함할 수 있다. 즉, 시트의 소정 영역, 예를 들어 중앙부에서 서로 이격되도록 외부 전극(2500)이 형성된 방향, 즉 X 방향으로 두개의 방전 전극(311, 312)이 마련될 수 있고, 또한 이와 직교하는 방향으로 적어도 둘 이상의 방전 전극(미도시)이 더 마련될 수도 있다. 따라서, 외부 전극(2500)이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 적어도 하나의 방전 전극이 형성되고, 소정 간격 이격되어 대향되도록 적어도 하나의 방전 전극이 형성될 수 있다. 예를 들어, ESD 보호부(2300)는 도 26에 도시된 바와 같이 제 6 절연 시트(106)와, 제 6 절연 시트(106) 상에 이격되어 형성된 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과, 제 6 절연 시트(106) 상에 형성된 ESD 보호층(320)을 포함할 수 있다. 여기서, ESD 보호층(320)은 적어도 일부가 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 연결되도록 형성될 수 있다. 제 1 방전 전극(311)은 외부 전극(5100)과 연결되어 제 6 절연 시트(106) 상에 형성되며 말단부가 ESD 보호층(320)과 연결되도록 형성된다. 제 2 방전 전극(312)은 외부 전극(5200)과 연결되어 제 6 절연 시트(106) 상에 제 1 방전 전극(311)과 이격되어 형성되며 말단부가 ESD 보호층(320)과 연결되도록 형성된다. 물론, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 322)과 이격되고 외부 전극(2500)이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 각각 적어도 하나의 방전 전극이 더 형성될 수 있다. ESD 보호층(320)은 제 6 절연 시트(106)의 소정 영역, 예를 들어 중심부에 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 연결되도록 형성될 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)은 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 일부 중첩되도록 형성될 수 있다. ESD 보호층(320)이 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312) 사이의 노출된 제 6 절연 시트(106) 상에 형성되어 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)의 측면과 연결될 수도 있다. 그러나, 이 경우 ESD 보호층(320)이 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 접촉되지 않고 이격될 수 있으므로 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)과 중첩되도록 ESD 보호층(320)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, ESD 보호층(300)은 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)와 동일 두께로 형성되거나 이보다 두껍게 형성될 수도 있다. ESD 보호층(320)은 예를 들어 100㎛∼500㎛의 직경과 10㎛∼50㎛의 두께로 형성될 수 있다.
도 27은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지부의 단면도이다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지부는 복수의 절연 시트(100; 101 내지 111)가 적층된 적층체(1000)와, 적층체(1000) 내에 마련되며 복수의 내부 전극(200; 201 내지 208)을 구비하는 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)와, 적어도 하나의 방전 전극(310)과 ESD 보호층(320)을 구비하는 ESD 보호부(2300)와, 적층체(1000)의 서로 대향하는 두 측면에 형성되어 제 1 및 제 2 캐패시터부(2200, 2400)와 ESD 보호부(2300)와 연결되는 외부 전극(5100, 5200; 2500)을 포함할 수 있다.
여기서, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리(A1, A2)는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 두 내부 전극 사이의 거리(C1, C2)보다 짧거나 같을 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 내부 전극(200) 사이에 위치한 절연 시트들(102 내지 104, 107 내지 110)의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 또한, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리(A1, A2)는 ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(310) 사이의 거리(B)보다 짧거나 같을 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 ESD 보호층(320)이 형성된 제 6 절연 시트(106)의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 결국, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이에 위치한 제 5 및 제 7 절연 시트(105, 107)의 각각의 두께는 캐패시터부(2200, 2400) 내의 내부 전극(200) 사이에 위치한 절연 시트들(102 내지 104, 107 내지 110)의 두께보다 얇거나 같은 두께로 형성되거나, ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(310) 사이의 거리(B)보다 얇거나 같은 두께로 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호부(2300)와 캐패시터부(2200, 2400) 사이의 거리(A1, A2), 캐패시터부(2200, 2400) 내의 두 내부 전극 사이의 거리(C1, C2) 및 ESD 보호부(2300)의 두 방전 전극(300) 사이의 거리(B)는 A1=A2≤C1=C2 또는 A1=A2≤B일 수 있다. 물론, A1과 A2, 그리고 C1과 C2는 같지 않을 수도 있다. 한편, 최하층 및 최상층의 절연 시트, 즉 제 1 및 제 11 절연 시트(101, 111)의 두께(D1, D2)는 각각 10㎛ 이상 적층체(1000) 두께의 50% 이하일 수 있다. 이때, B≤D1=D2일 수 있으며, D1과 D2가 다를 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감전 방지부는 방전 전극(311, 312)와 인접한 두 내부 전극, 즉 제 4 및 제 5 내부 전극(204, 205)이 방전 전극(311, 312)과 동일 외부 전극(2500)과 연결될 수 있다. 즉, 제 1, 제 3, 제 5 및 제 7 내부 전극(201, 203, 205, 207)은 제 2 외부 전극(5200)과 연결되고, 제 2, 제 4, 제 6 및 제 8 내부 전극(202, 204, 206, 208)은 제 1 외부 전극(5100)과 연결된다. 또한, 제 1 방전 전극(311)은 제 1 외부 전극(5100)과 연결되고, 제 2 방전 전극(312)은 제 2 외부 전극(5200)과 연결된다. 따라서, 제 1 방전 전극(311)과 이와 인접한 제 4 내부 전극(204)은 제 1 외부 전극(5100)과 연결되고, 제 2 방전 전극(312)과 이와 인접한 제 5 내부 전극(205)은 제 2 외부 전극(5200)과 연결된다.
상기한 바와 같이 방전 전극(310)과 이와 인접한 내부 전극(200)이 동일 외부 전극(2500)과 연결됨으로써 절연 시트(100)가 열화, 즉 절연 파괴되는 경우에도 ESD 전압이 전자기기 내부로 인가되지 않는다. 즉, 방전 전극(310)과 인접한 내부 전극(200)이 서로 다른 외부 전극(2500)과 연결된 경우 절연 시트(100)가 절연 파괴되면 일 외부 전극(2500)을 통해 인가되는 ESD 전압이 방전 전극(310)과 인접한 내부 전극(200)을 통해 타 외부 전극(2500)으로 흐르게 된다. 예를 들어, 도 28에 도시된 바와 같이 제 1 방전 전극(311)이 제 1 외부 전극(5100)과 연결되고 이와 인접한 제 4 내부 전극(204)이 제 2 외부 전극(5200)과 연결된 경우 절연 시트(100)가 절연 파괴되면 제 1 방전 전극(311)과 제 4 내부 전극(204) 사이에 도전 경로가 형성되어 제 1 외부 전극(5100)을 통해 인가되는 ESD 전압이 제 1 방전 전극(311), 절연 파괴된 제 5 절연 시트(105) 및 제 2 내부 전극(202)으로 흐르게 되고, 그에 따라 제 2 외부 전극(5200)을 통해 내부 회로로 인가될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 절연 시트(100)의 두께를 두껍게 형성할 수 있지만, 이 경우 감전 방지부의 사이즈가 커지는 문제가 있다. 그러나, 도 24에 도시된 바와 같이 방전 전극(310)과 이와 인접한 내부 전극(200)이 동일 외부 전극(2500)과 연결됨으로써 절연 시트(100)가 절연 파괴되는 경우에도 ESD 전압이 전자기기 내부로 인가되지 않는다. 또한, 절연 시트(100)의 두께를 두껍게 형성하지 않고도 ESD 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 감전 방지부는 스마트 폰 등의 전자기기의 사이즈에 따라 다양한 사이즈로 제작될 수 있다. 즉, 스마트 폰 등의 전자기기의 소형화에 따라 감전 방지부의 사이즈가 작아질 수 있고, 전자기기의 다기능화에 따라 감전 방지부의 사이즈는 증가할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지부는 일 방향, 즉 X 방향으로의 길이(L)가 0.3㎜∼5.7㎜이고, 이와 직교하는 타 방향, 즉 Y 방향으로의 너비(W)가 0.15㎜∼5.5㎜이며, 높이, 즉 Z 방향으로의 두께가 0.15㎜∼5.5㎜일 수 있다. 예를 들어, 감전 방지부는 길이, 너비 및 두께가 각각 0.9㎜∼1.1㎜, 0.45㎜∼0.55㎜ 및 0.45㎜∼0.55㎜일 수 있고, 0.55㎜∼0.65㎜, 0.25㎜∼0.35㎜ 및 0.25㎜∼0.35㎜일 수 있으며, 0.35㎜∼0.45㎜, 0.15㎜∼0.25㎜ 및 0.15㎜∼0.25㎜일 수 있다. 또한, 감전 방지부는 길이, 너비 및 두께가 각각 1.4㎜∼1.8㎜, 0.6㎜∼1.0㎜ 및 0.5㎜∼0.9㎜일 수 있고, 1.8㎜∼2.2㎜, 1.0㎜∼1.4㎜ 및 0.6㎜∼1.3㎜일 수 있으며, 2.75㎜∼3.25㎜, 0.9㎜∼1.5㎜ 및 0.6㎜∼1.3㎜일 수 있다. 물론, 감전 방지부는 길이, 너비 및 두께가 각각 2.9㎜∼3.5㎜, 1.3㎜∼1.9㎜ 및 0.6㎜∼1.8㎜일 수 있고, 4.0㎜∼5.0㎜, 2.8㎜∼3.6㎜ 및 1.2㎜∼3.5㎜일 수 있으며, 5.2㎜∼6.2㎜, 4.5㎜∼5.5㎜ 및 2.0㎜∼5.5㎜일 수 있다. 이렇게 감전 방지부는 길이:너비:두께의 비율이 1.1∼3:1:0.5∼1로 구성될 수 있다. 즉, 감전 방지부는 너비를 기준으로 길이가 너비보다 1.1배 내지 3배 정도 클 수 있으며, 두께가 0.5배 내지 1배일 수 있다. 이러한 소자의 디멘젼(dimension)은 전형적인 SMT용 소자 규격을 따른다. 이때, ESD 보호층(320)은 감전 방지부의 사이즈에 따라 예를 들어 50㎛∼1000㎛의 폭과 5㎛∼500㎛의 두께로 형성될 수 있다.
구체적으로, 감전 방지부는 길이×너비×두께가 1.0㎜×0.5㎜×0.5㎜(이하, 제 1 감전 방지부)에서 0.6㎜×0.3㎜×0.3㎜(이하, 제 2 감전 방지부) 및 0.4㎜×0.2㎜×0.2㎜(이하, 제 3 감전 방지부)로 줄어들 수 있다. 즉, 길이가 1.0㎜이고 너비가 0.5㎜인 직사각형의 시트가 복수 적층되어 0.5㎜ 두께의 제 1 감전 방지부가 제작될 수 있고, 길이가 0.6㎜이고 너비가 0.3㎜인 직사각형의 시트가 복수 적층되어 0.3㎜ 두께의 제 2 감전 방지부가 제작될 수 있으며, 길이가 0.4㎜이고 너비가 0.2㎜인 직사각형의 시트가 복수 적층되어 0.2㎜ 두께의 제 3 감전 방지부가 제작될 수 있다. 이때, 감전 방지부의 캐패시터부(2200, 2400)의 시트들은 15㎛∼300㎛, 바람직하게는 15㎛∼250㎛의 두께를 가질 수 있고, ESD 보호층(320)은 50㎛∼450㎛의 폭과 5㎛∼50㎛의 두께로 형성될 수 있다.
또한, 감전 방지부는 길이, 너비 및 두께가 각각 1.6㎜×0.8㎜×0.5㎜, 2.0㎜×1.2㎜×0.6㎜, 3.0㎜×1.2㎜×0.6㎜, 3.2㎜×1.6㎜×0.6㎜, 4.5㎜×3.2㎜×1.2㎜ 및 5.7㎜×5.0㎜×2.0㎜ 등의 사이즈로 제작될 수 있다. 즉, 길이, 너비 및 두께가 증가하여 감전 방지부의 사이즈가 제 1 감전 방지부에 비해 증가할 수 있다. 이때, 감전 방지부의 캐패시터부(2200, 2400)의 시트들은 300㎛∼2500㎛, 바람직하게는 400㎛∼4000㎛의 두께를 가질 수 있고, ESD 보호층(320)은 100㎛∼1000㎛의 폭과 10㎛∼200㎛의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 감전 방지부의 사이즈가 감소하는 경우, 그에 따른 디멘젼(dimension)이 감소하면서 내부 전극의 면적이 동시에 감소하게 된다. 내부 전극의 면적은 시트 면적의 10%∼95% 사이에서 유지될 수 있다. 그런데, 감전 방지부의 사이즈가 감소하더라도 감전 방지부의 정전용량은 0.3㎊ 내지 500㎊를 유지해야 한다. 즉, 제 1 감전 방지부와 그보다 사이즈가 작은 제 2 및 제 3 감전 방지부가 동일한 정전용량을 가져야 한다. 제 2 및 제 3 감전 방지부에서 제 1 감전 방지부와 동일한 정전용량을 구현하기 위해서는 복수의 시트들, 즉 유전체들의 두께를 감소시키거나 시트들이 더 높은 유전율을 갖도록 고유전율 재료를 이용해야 한다. 정전용량은 다음의 식 1에 의해 산출될 수 있다.
[식 1]
정전용량=공기 유전율×소재의 유전율×내부 전극의 중첩 총면적/내부 전극 사이의 유전체의 두께
사이즈에 관계없이 동일 정전용량을 구현하는 또다른 방법은 유전체의 적층 두께를 감소시키는 것이다. 그런데, 감전 방지부는 ESD 전압에 대한 파괴 내성을 가져야 하고, 이를 위해서는 유전체의 최소한의 두께가 필요하므로 유전체의 적층 두께를 감소시켜 정전용량을 유지하는데 한계가 있다. 따라서, 일정 두께 이상에서 동일한 정전용량을 구현하려면 높은 유전율을 갖는 재료를 선택해야 한다. 그런데, 높은 유전율의 재료를 이용하면 내부 전극의 면적을 최소화하거나 유전체 두께를 두껍게 해야 한다. 그러나, 이는 최소 인쇄 면적 한계 및 감전 방지부 사이즈의 두께 규격에 의해서 유전체 두께를 두껍게 할 수 없어 너무 높은 유전율 재료 역시 이용하기 어렵다.
따라서, 본 발명은 사이즈가 작은 제 2 및 제 3 감전 방지부에서 내부 전극 사이의 유전체 두께를 15㎛∼300㎛로 하고, 내부 전극의 면적은 소자 사이즈 내(즉 0.6㎜×0.3㎜ 또는 0.4㎜×0.2㎜)에서 평면 면적 기준 10%∼95%로 하며, 외곽 마진(즉 내부 전극의 가장자리에서 유전체의 가장자리 까지의 거리)을 25㎛∼100㎛로 하고, 유전체의 유전율은 제 2 감전 방지부에서 200 내지 2300, 제 3 감전 방지부에서 600 내지 2300으로 한다. 내부 전극의 면적이 10% 이하에서는 스크린 프린팅의 해상도가 낮아져 정전용량의 산포가 넓어지며, 95% 이상에서는 인쇄 면적이 너무 넓어 내부 전극의 표면 돌출 등 적층 불량 및 디라미네이션(delamination) 등의 갈라짐 불량이 다수 발생될 수 있어 소자의 신뢰성에 상당한 영향을 줄 수 있다.
한편, 내부 전극 사이의 시트들, 즉 유전체의 두께가 두꺼우면 정전용량이 낮아지고 한정된 공간에서 적층 수의 한계가 있기 때문에 정전용량을 높이지 못하고, 그에 따라 감전 방지부에 부합되는 정전용량을 구현할 수 없다. 반대로, 내부 전극 사이의 유전체, 즉 시트들의 두께를 낮춰 정전용량을 증가시키고 다중 적층하여 정전용량을 상승시킬 수 있다. 그러나, 감전 방지부의 신뢰성 특성 상 ESD에 대한 규제 규격인 ICE61000-4-2 Level 4보다 가혹한 기준을 만족해야 하고, 이때의 테스트 기준에 유전체의 두께가 15㎛ 이하에서는 ESD 전압의 반복 인가 시 ESD 보호부가 존재함에도 불구하고 유전체의 절연 저항이 파괴된다. 유전체의 절연 저항이 파괴되는 원인은 ESD 전압 유입 시점부터 감전 방지부의 반응 시간까지의 공백기에 ESD 보호부로 바이패스되지 않고 캐패시터층의 유전체층에 500V 이상의 전압이 1ns 내지 30ns동안 인가될 수 있어 유전체의 내압 특성이 이에 버티지 못하면 절연 저항이 파괴될 수 있다.
한편, 칩 사이즈가 작아지면서 설계 가능한 공간이 적어지게 된다. 따라서, 좁은 공간에서도 높은 ESD 내압 특성을 갖는 감전 방지 소자의 내부 구조가 필요하다. 그런데, 감전 방지 소자의 사이즈가 작아지게 되면 공간 부족으로 인하여 절연 시트의 두께가 얇아질 수 밖에 없고, 이는 절연 시트 자체의 내압 특성이 저하되어 낮은 레벨의 ESD를 인가하여도 쉽게 절연 시트의 절연 저항이 파괴되는 현상이 발생된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 복수 형상의 플로팅 타입(floating type) 구조를 이용하여 일반적인 적층 타입보다 동일 공간 내에서 ESD 내압 특성을 개선할 수 있다. 즉, 캐패시터부의 내부 전극의 형상을 변형하여 내부 전극 사이의 일 영역에서 절연 시트의 두께가 2배 이상 증가되기 때문에 ESD 내압 특성이 유지될 수 있다. 이는 감전 방지 소자가 갖는 ESD 보호부의 설계와 맞물려 보다 높은 ESD 내성 개선 효과를 보인다. 결국, ESD 보호부의 반복적인 ESD 전압에 의한 기능 저하로 인하여 ESD가 ESD 보호부의 ESD 보호층으로 패스되지 않을 경우 캐패시터부가 데미지를 입어 절연 파괴가 발생될 수 있고, ESD 보호부의 기능 저하가 없더라고 ESD 전압 유입 시 감전 방지 소자의 ESD 보호부의 반응 시간까지의 1ns 내지 30ns 공백 시간에 캐패시터부에 ESD 전압 부하가 잠시 동안 발생되어 절연 파괴가 발생될 수 있다. 그러나, 캐패시터부를 플로팅 타입으로 형성함으로써 캐패시터층의 ESD 내압 특성을 높혀 절연 저항이 파괴되어 쇼트가 발생되는 현상을 개선할 수 있다.
물론, 제 1 및 제 2 방전 전극(311, 312)이 수평 방향으로 형성되고 ESD 보호층(320)이 이들과 접촉되도록 형성되는 경우에도 캐패시터부(2200, 2400)는 적어도 하나의 내부 전극이 플로팅 타입으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지 소자는 보호부(3000)의 ESD 보호층(320)을 적어도 하나 이상 형성할 수 있다. 즉, 외부 전극이 형성된 방향으로 ESD 보호층(300)을 하나 형성할 수도 있고, 외부 전극 형성 방향으로 ESD 보호층(320)을 둘 이상 복수로 형성할 수 있다. 이때, 이와 직교하는 방향으로도 ESD 보호층(320)이 복수 형성될 수 있다. 예를 들어, 동일 평면 상에 두개의 ESD 보호층을 형성할 수도 있고, 동일 평면 상에 세개의 ESD 보호층을 형성할 수도 있다. 적어도 두개 이상의 ESD 보호층은 방전 전극에 의해 연결될 수 있다. 또한, 네개의 ESD 보호층가 두개씩 상하로 나뉘어 형성될 수도 있고, 여섯개의 ESD 보호층가 세개씩 상하로 나뉘어 형성될 수 있다. 상하 이격되어 형성된 ESD 보호층들(320)은 상측 ESD 보호층들이 서로 연결되고 하측 ESD 보호층들이 서로 연결될 수 있다. 이렇게 복수의 ESD 보호층(320)이 형성되는 경우에도 각 ESD 보호층(320)은 동일 구조로 형성될 수 있고, 서로 다른 구조로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감전 방지 소자는 적층체(1000) 내에 수평 방향으로 복수의 캐패시터부(2200, 2400)와 복수의 ESD 보호부(2300)가 형성될 수 있다. 즉, 수직 방향으로 적층된 적어도 하나의 캐패시터부(2200, 2400)와 ESD 보호부(2300)가 수평 방향으로 적어도 둘 이상 배열되고, 수평 방향으로 배열된 적어도 둘 이상의 외부 전극(2500)와 연결됨으로써 복수의 캐패시터와 복수의 ESD 보호부로 이루어진 복수의 감전 방지 소자가 병렬로 마련될 수 있다. 따라서, 하나의 적층체(1000) 내에 두개 이상이 감전 방지 소자가 구현될 수 있다. 한편, 복수의 캐패시터부는 적어도 어느 하나의 적어도 어느 하나의 내부 전극이 다른 길이로 형성될 수 있다. 즉, 수평 방향으로 형성되어 서로 다른 캐패시터부를 이루는 복수의 내부 전극 중에서 적어도 하나의 내부 전극이 다른 내부 전극보다 짧거나 길게 형성될 수 있다. 물론, 내부 전극의 길이 뿐만 아니라 내부 전극의 중첩 면적, 내부 전극의 적층 수의 적어도 하나를 조절하여 캐패시턴스를 조절할 수 있다. 따라서, 복수의 캐패시터 중에서 적어도 어느 하나의 캐패시턴스를 다르게 할 수 있다. 즉, 하나의 적층체 내에 적어도 어느 하나가 다른 캐패시턴스를 갖는 복수의 캐패시터를 구현할 수 있다.
한편, 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이 ESD 보호부(3000)은 둘 이상의 방전 전극(310)과, 방전 전극(310) 사이에 형성된 ESD 보호층(320)과, 방전 전극(310)과 ESD 보호층(320) 사이에 형성된 방전 유도층(330)을 포함할 수 있다. 즉, 방전 전극(310)과 ESD 보호층(320) 사이에 방전 유도층(330)이 더 형성될 수 있다. 이때, 방전 전극(310)은 도전층(311a, 312a)과, 도전층(311a, 312a)의 적어도 일 표면에 형성된 다공성 절연층(311b, 312b)을 포함할 수 있다. 물론, 방전 전극(310)은 표면에 다공성 절연층이 형성되지 않은 도전층일 수도 있다. 이러한 방전 유도층(330)은 ESD 보호층(320)을 다공성 절연 물질을 이용하여 형성하는 경우 형성될 수 있다. 이때, 방전 유도층(330)은 ESD 보호층(320)보다 밀도가 높은 유전체층으로 형성될 수 있다. 즉, 방전 유도층(330)은 도전 물질로 형성될 수도 있고, 절연 물질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 다공성 ZrO를 이용하여 ESD 보호층(320)을 형성하고 Al을 이용하여 방전 전극(310)을 형성하는 경우 ESD 보호층(320)과 방전 전극(310) 사이에 AlZrO의 방전 유도층(330)이 형성될 수 있다. 한편, ESD 보호층(320)으로서 ZrO 대신에 TiO를 이용할 수 있고, 이 경우 방전 유도층(330)은 TiAlO로 형성될 수 있다. 즉, 방전 유도층(330)은 방전 전극(310)과 ESD 보호층(320)의 반응으로 형성될 수 있다. 물론, 방전 유도층(330)은 절연 시트(100) 물질이 더 반응하여 형성될 수 있다. 이 경우 방전 유도층(330)은 방전 전극 물질(예를 들어 Al), ESD 보호층 물질(예를 들어 ZrO), 그리고 절연 시트 물질(예를 들어 BaTiO3)의 반응에 의해 형성될 수 있다. 또한, 방전 유도층(330)은 절연 시트(100) 물질과 반응하여 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호층(320)이 절연 시트(100)와 접촉되는 영역에는 ESD 보호층(320)과 절연 시트(100)의 반응으로 방전 유도층(330)이 형성될 수 있다. 따라서, 방전 유도층(330)은 ESD 보호층(320)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이때, ESD 보호층(320)과 방전 전극(310) 사이의 방전 유도층(330)과 ESD 보호층(320)과 절연 시트(100) 사이의 방전 유도층(330)은 서로 다른 조성을 가질 수 있다. 한편, 방전 유도층(330)은 적어도 일 영역이 제거되어 형성될 수 있고, 적어도 일 영역의 두께가 다른 영역과 다르게 형성될 수도 있다. 즉, 방전 유도층(330)은 적어도 일 영역이 제거되어 불연속적으로 형성될 수 있고, 두께가 적어도 일 영역의 두께가 다르게 불균일하게 형성될 수 있다. 이러한 방전 유도층(330)은 소성 공정 시 형성될 수 있다. 즉, 소정의 온도에서 소성 공정 시 방전 전극 물질, ESD 보호 물질 등이 상호 확산하여 방전 전극(310)과 ESD 보호층(320) 사이에 방전 유도층(330)이 형성될 수 있다. 한편, 방전 유도층(330)은 ESD 보호층(320) 두께의 10%∼70%의 두께로 형성될 수 있다. 즉, ESD 보호층(320)의 일부 두께가 방전 유도층(330)으로 변화될 수 있다. 따라서, 방전 유도층(330)은 ESD 보호층(320)보다 얇게 형성될 수 있고, 방전 전극(310)보다 두껍거나 같거나 얇은 두께로 형성될 수 있다. 이러한 방전 유도층(330)에 의해 ESD 전압이 ESD 보호층(320)으로 유도되거나 ESD 보호층(320)으로 유도되는 방전 에너지의 레벨을 저하시킬 수 있다. 따라서, ESD 전압을 더욱 용이하게 방전하여 방전 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 방전 유도층(330)이 형성됨으로써 이종의 물질의 ESD 보호층(320)으로의 확산을 방지할 수 있다. 즉, 절연 시트 물질과 방전 전극 물질의 ESD 보호층(320)으로의 확산을 방지할 수 있고, ESD 보호층 물질의 외부 확산을 방지할 수 있다. 따라서, 방전 유도층(330)이 확산 배리어(diffusion barrier)로서 이용될 수 있고, 그에 따라 ESD 보호층(320)의 파괴를 방지할 수 있다. 한편, ESD 보호층(320)에 도전성 물질을 더 포함할 수 있는데, 이 경우 도전성 물질은 절연성 세라믹으로 코팅할 수 있다. 예를 들어, ESD 보호층(320)이 다공성 절연 물질과 도전성 물질이 혼합되어 형성되는 경우 도전 물질은 NiO, CuO, WO 등을 이용하여 코팅할 수 있다. 따라서, 도전성 물질이 다공성 절연 물질과 함께 ESD 호보층(320)의 재료로서 이용될 수 있다. 또한, ESD 보호층(320)으로 다공성의 절연 물질 이외에 도전 물질을 더 이용하는 경우, 예를 들어 두개의 도전층(321a, 321b) 사이에 절연층(322)이 형성되는 경우 방전 유도층(330)은 도전층(321)과 절연층(322) 사이에 형성될 수 있다. 한편, 방전 전극(310)은 도 30에 도시된 바와 같이 일부 영역이 제거된 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 방전 전극(310)은 부분적으로 제거되고 제거된 영역에 방전 유도층(330)이 형성될 수 있다. 그러나, 방전 전극(310)이 부분적으로 제거되더라도 평면 상으로 전체적으로 연결된 형상을 유지하므로 전기적인 특성이 저하되지는 않는다. 물론, 내부 전극(200) 또한 부분적으로 제거된 영역이 존재할 수 있지만, 이 경우에도 전기적 특성이 저하되지 않는다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 감전 방지부(2000)는 ESD 보호층(320)을 구비하는 ESD 보호부(2300)를 포함하였다. 그러나, 감전 방지부(2000)는 배리스터 물질, MLCC 물질, LTCC, HTCC, 압전체, 자성체 중 적어도 일부를 이용할 수 있고, 과도 전압을 차단할 수 있는 다양한 형태로 제작될 수 있다. 즉, 감전 방지부(2000)의 적층체를 이루는 절연 시트가 상기 물질의 일부일 수 있고, ESD 보호부의 적어도 일부가 상기 물질의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 감전 방지부(2000)는 소정 전압 미만에서는 절연 상태를 유지하고, 소정 전압 이상에서는 도통 상태를 유지할 수 있는 배리스터, 다이오드 등으로 구현될 수 있다. 즉, 감전 방지부(2000)는 항복 전압이 정격 전압보다 높고 ESD 전압보다 낮은 배리스터로 이루어질 수 있다. 이를 위해 감전 방지부(2000)는 배리스터 물질로 이루어진 복수의 시트와 복수의 내부 전극이 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 항복 전압 미만에서는 캐패시터로 동작하고 항복 전압 이상에서는 배리스터로 동작할 수 있다. 물론, 배리스터부와 캐패시터부가 적층되어 감전 방지부(2000)가 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명의 상기 실시 예들에서 설명한 ESD 보호부(2300)가 ESD 보호층(320)을 구비하지 않고 배리스터 물질로 형성될 수 있다. 물론, 감전 방지부(2000)의 표면이 상기 물질의 적어도 일부로 형성될 수도 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
1000 : 컨택부
2000 : 감전 방지부
3000 : 실장부 4000 : 완충 부재
3000 : 실장부 4000 : 완충 부재
Claims (19)
- 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 상기 전자기기의 내부 회로 사이에 마련된 감전 방지 컨택터로서,
상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부와,
상기 컨택부와 절연되고 상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부를 포함하며,
상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된 감전 방지 컨택터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 감전 방지부와 전기적으로 절연되어 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 전자기기의 사용자가 접촉 가능한 도전체와 상기 전자기기의 내부 회로 사이에 마련된 감전 방지 컨택터로서,
상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부;
상기 컨택부와 절연되고 상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부; 및
상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 실장부는 상기 컨택부와 일체로 제작된 감전 방지 컨택터.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 컨택부와 상기 감전 방지부 사이에 마련된 완충 부재를 더 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 5에 있어서, 상기 실장부는 상기 완충 부재와 일체로 제작된 감전 방지 컨택터.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 컨택부는 금속, 전도성 고무, 전도성 실리콘, 내부에 전도성 도선이 삽입된 탄성체, 표면이 도체로 코팅 또는 접합된 탄성체 중 어느 하나를 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 7에 있어서, 상기 금속으로 형성된 컨택부는 상기 감전 방지부 상에 마련되는 지지부와, 상기 지지부와 이격되어 상기 도전체에 접촉되는 접촉부와, 상기 지지부의 일단과 상기 접촉부 사이에 마련된 연결부를 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 8에 있어서, 상기 지지부의 타단으로부터 상기 지지부와 상기 접촉부 사이에 마련된 중간부를 더 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 감전 방지부는 상기 도전체를 통해 외부로부터 인가되는 과도 전압을 상기 내부 회로를 통해 바이패스시키고, 상기 내부 회로를 통해 누설되는 감전 전압을 차단하며, 통신 신호를 통과시키는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 10에 있어서, 상기 감전 방지부는 소정 전압 미만에서 절연 상태를 유지하고 소정 전압 이상에서 도통되며, 교류 신호는 통과시키고 직류 신호는 차단하는 감전 방지 컨텍터.
- 청구항 10에 있어서, 상기 감전 방지부는 소정의 시트가 적층된 적층체와,
상기 적층체 내에 마련된 과전압 보호부 및 캐패시터부와,
상기 적층체 외부에 마련되며 상기 과전압 보호부 및 캐패시터부와 연결되며, 상기 내부 회로에 실장되는 외부 전극을 포함하는 감전 방지 컨텍터.
- 청구항 12에 있어서, 상기 감전 방지부와 상기 실장부 사이의 상기 감전 방지부 외부에 형성된 더미 전극을 더 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 12에 있어서, 상기 감전 방지부와 상기 실장부의 접촉면에 각각 형성된 체결 돌기 및 체결 홈을 더 포함하는 감전 방지 컨택터.
- 청구항 12에 있어서, 상기 외부 전극은 상기 내부 전극과 대면하는 상기 적층체의 일면에 형성되고, 상기 적층체 내부에 형성된 연결 전극을 통해 상기 과전압 보호부 및 캐패시터부와 연결되는 감전 방지 컨택터.
- 사용자가 접촉 가능한 도전체와 내부 회로를 포함하고, 그 사이에 감전 방지 컨택터가 마련되는 전자기기로서,
상기 감전 방지 컨택터는,
상기 도전체와 접촉 가능한 컨택부;
상기 내부 회로에 실장되어 감전 전압을 차단하는 감전 방지부; 및
상기 컨택부와 전기적으로 연결되고 상기 감전 방지부와 전기적으로 절연되어 상기 내부 회로에 실장되는 실장부를 포함하며,
상기 컨택부와 상기 감전 방지부는 상기 실장부 및 상기 내부 회로를 통해 전기적으로 연결된 전자기기.
- 청구항 16에 있어서, 상기 내부 회로는 상기 감전 방지부의 일 영역이 실장되는 제 1 실장 영역와, 상기 감전 방지부의 타 영역과 상기 실장부가 실장되는 제 2 실장 영역를 포함하는 전자기기.
- 청구항 16에 있어서, 상기 내부 회로는 상기 감전 방지부의 일 영역 및 타 영역이 각각 실장되는 제 1 및 제 2 실장 영역와, 상기 실장부가 실장되는 제 3 및 제 4 실장 영역를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 실장 영역은 상기 제 1 또는 제 2 실장 영역과 연결된 전자기기.
- 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 감전 방지부가 실장된 두 실장 영역 중에서 상기 실장부와 연결되지 않은 일 실장 영역이 접지 단자와 연결된 전자기기.
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