KR100660860B1 - 서지 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치 및 방법 - Google Patents
서지 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
서지 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치는 도전성인 제 1 물질 및 한쪽 면이 상기 제 1 물질의 한쪽 면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비한다. 오동작 방지 장치는 상기 집적 회로의 노드와 접지(ground) 사이에 연결된다. 상기 오동작 방지 장치는 상기 서지 전압 중 정전기(static electricity)는 통과시키고 소정의 전압 레벨을 가지는 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니한다. 본 발명에 따른 서지 전압에 의한 집적 회로의 오동작 방지 장치 및 오동작 방지 방법은 집적 회로의 최외각 도체에 인가되는 정전기를 효과적으로 방전시키면서도 집적 회로가 직류 및 교류 전압에 의하여 오동작 하게 되는 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1(a)는 일반적인 휴대용 단말기의 단면 구조를 설명하는 도면이다.
도 1(b)는 휴대용 단말기 표면의 도전성 금속의 전압 레벨을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오동작 방지 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 오동작 방지 장치의 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오동작 방지 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
본 발명은 집적 회로에 관한 것으로서, 특히 높은 전압의 갑작스런 공급 즉, 서지 전압에 의한 집적 회로의 오동작을 방지하기 위한 오동작 방지 장치 및 오동작 방지 방법에 관한 것이다.
집적 회로 기술을 이용하는 집적 회로 장치들은 점점 크기가 작아지고 동작 전압이 낮아지는 방향으로 발전되고 있다. 작은 크기와 낮은 동작 전압을 가지는 집적 회로 장치들은 우리 주위에서 흔하게 발생되는 정전기와 같은 갑작스런 전압의 인가에 매우 취약한 문제가 있다.
즉, 흔히 발생되는 정전기와 같은 서지(surge) 전압들은 집적 회로 장치에 영향을 미쳐 기계적 오작동이나 제품의 품질 저하등의 문제를 발생시킨다. 집적 회로 장치의 예로써 우리가 항상 휴대하며 사용하고 있는 휴대용 단말기를 예로 들어 설명한다.
휴대용 단말기는 일반적으로 외부 충격에 내성을 가지며 반짝거리는 멋을 내기 위하여 표면에 도전성의 금속을 구비한다. 이러한 휴대용 단말기는 충전기를 장착한 상태에서 대지의 접지 전압을 기준으로 표면의 도전성 금속의 전압 레벨이 일정한 기준 전압 레벨을 넘어서는 아니된다.
표면의 도전성 금속의 전압 레벨이 기준 전압 레벨을 넘는다면 휴대용 단말기를 휴대하는 사람이 감전될 위험이 있기 때문이다. 휴대용 단말기 표면의 도전성 금속의 전압 레벨은 접지 전압과 단락(short) 될 경우 약 80~90V의 교류 전압 레벨이 될 수 있기 때문에 매우 위험하다.
따라서, 휴대용 단말기 표면의 도전성 금속은 접지와 단락 되지 아니한 플로우팅(floating) 상태를 유지해야 한다.
한편, 휴대용 단말기의 표면의 도전성 금속이 접지와 단락 되지 아니한 상태에서 도전성 금속에 정전기가 인가되면 휴대용 단말기 내부의 회로 부품들은 정전 기에 의하여 오동작을 하게된다.
즉, 휴대용 단말기의 표면의 도전성 금속은 정전기와 직류 및 교류 전압에 대하여 안정적으로 동작하기 위하여 상반되는 조건을 가진다.
도 1(a)는 일반적인 휴대용 단말기의 단면 구조를 설명하는 도면이다.
도 1(b)는 휴대용 단말기 표면의 도전성 금속의 전압 레벨을 설명하는 도면이다.
도 1(a)를 참조하면, 휴대용 단말기(100)는 최외각의 도전성 금속(110), 외부 압력 지탱용 금속(120), 휴대용 단말기의 기능을 수행하는 회로 부품(130) 및 케이스(140)를 구비한다.
휴대용 단말기(100)에 인가되는 정전기는 1차 방사(SE1) 및 2차 방사(SE2)로 구분된다. 1차 방사(SE1)는 최외각의 도전성 금속(110)에 정전기가 인가되는 경우이고, 2차 방사(SE2)는 1차 방사(SE1)된 정전기가 2차로 외부 압력 지탱용 금속(120) 등으로 인가되는 경우이다.
도 1(b)의 그림 (ⅱ)는 정전기가 외부 압력 지탱용 금속(120)에 인가된 경우 외부 압력 지탱용 금속(120)의 전압 레벨을 설명하는 파형이다. 외부 압력 지탱용 금속(120)에 연결된 접지에 의해서 인가되는 정전기가 빠져나갈 수 있으므로 전압 레벨이 높지 않다.
그러나, 도 1(b)에서 알 수 있듯이, 최외각의 도전성 금속(110)에 정전기가 인가되는 경우 도전성 금속(110)은 플로우팅 상태이기 때문에 도전성 금속(110)의 전압 레벨은 그림 (ⅰ)과 같은 파형을 나타낸다.
즉, 인가된 정전기가 빠져나갈 통로가 없으므로 최외각의 도전성 금속(110)의 전압 레벨은 순간적으로 매우 높게 나타나고 이로 인하여 회로 부품(130)이 오동작 하게 될 가능성이 높다.
정전기로 인한 문제를 극복하기 위하여 최외각의 도전성 금속(110)을 접지와 연결하면 앞서 설명한 대로 직류 또는 교류 전압에 의한 문제가 발생된다. 따라서, 최외각의 도전성 금속(110)에 정전기가 인가되더라도 도전성 금속(110)의 전압 레벨이 그림(ⅱ)와 유사해지도록 해야할 필요성이 대두된다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 서지 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 서지 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치는 도전성인 제 1 물질 및 한쪽 면이 상기 제 1 물질의 한쪽 면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비한다. 오동작 방지 장치는 상기 집적 회로의 노드와 접지(ground) 사이에 연결된다.
상기 오동작 방지 장치는 상기 서지 전압 중 정전기(static electricity)는 통과시키고 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니한다.
상기 제 1 물질은 EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질이다. 상기 제 1 물질은 미세한 도전성 물질이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질이다.
상기 제 2 물질은 미세한 공극이 있는 절연성 박막 물질이다. 상기 제 2 물질은 박막의 종이 및 헝겊 중에서 하나이다. 상기 노드는 상기 집적 회로의 최외각 도체이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 방법은 상기 집적 회로 의 노드와 접지(ground) 사이에 오동작 방지 장치를 배치하는 단계, 상기 제 1물질의 상기 제 1면을 상기 노드에 연결시키는 단계 및 상기 제 2 물질의 상기 제 2면을 상기 접지에 연결시키는 단계를 구비한다.
상기 오동작 방지 장치는 제 1면과 제 2면을 구비하며 도전성인 제 1 물질 및 제 1면과 제 2면을 구비하며, 제 1 면이 상기 제 1물질의 제 2면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비한다.
상기 오동작 방지 장치는 상기 서지 전압 중 정전기(static electricity)는 통과시키고 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니한다.
상기 제 1 물질은 EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질이다. 상기 제 1 물질은 미세한 도전성 물질이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질이다. 상기 제 2 물질은 미세한 공극이 있는 절연성 박막 물질이다. 상기 제 2 물질은 박막의 종이 및 헝겊 중에서 하나이다. 상기 노드는 상기 집적 회로의 최외각 도체이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 오동작 방지 장치는 정전기로 인한 집적 회로의 오동작을 방지하기 위하여 도전성 물질과 절연성 물질을 층으로 쌓아서 상기 집적 회로의 최외각 도체와 접지 사이에 연결하여 상기 정전기는 통과시키고 직류 및 교류 전압은 통과시키지 아니한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오동작 방지 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 장치(220)는 도전성인 제 1 물질(M1) 및 한쪽 면이 제 1 물질(M1)의 한쪽 면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질(M2)을 구비한다.
여기서, 서지 전압이란 순간적으로 인가되는 높은 전압을 의미하며, 여러 종류의 전압들이 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 정전기(static electricity)를 예로 들어 설명한다. 그러나, 서지 전압이 정전기에 한정되는 것은 아니다.
오동작 방지 장치(220)는 집적 회로(미도시)의 노드(210)와 접지(GND) 사이 에 연결된다. 여기서 집적 회로는 다양할 수 있으며 본 발명의 실시예에서는 휴대용 단말기를 예로 들어 설명한다.
노드(210)는 집적 회로의 최외각 도체이다. 즉, 휴대용 단말기의 최외각의 전도성 금속일 수 있다.
오동작 방지 장치(220)는 휴대용 단말기의 최외각의 전도성 금속과 접지 사이에 연결되어 정전기는 통과시키고 소정의 전압 레벨을 가지는 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니한다.
따라서, 오동작 방지 장치(220)는 휴대용 단말기의 최외각의 전도성 금속이 인가된 정전기는 접지로 바이패스(bypass) 시키면서도 직류 전압 및 교류 전압에 대해서는 무한대에 가까운 저항을 가져야 하는 두 가지 조건을 모두 만족시킬 수 있다.
오동작 방지 장치(220)는 수 kv 정도의 크기를 가지는 정전기는 접지에 직접 접촉하지 아니하고 매우 근접한 거리(예를 들어, 약 1mm 정도)에 인가되어도 접지로 방전이 쉽게 될 수 있으며, 반면에 100V 이하의 직류 또는 교류 전압은 금속과 금속간에 직접 접촉되어야만 전기적으로 도통되는 원리를 이용한 것이다.
즉, 도전성인 제 1 물질(M1)과 절연성의 제 2 물질(M2)을 접촉시킨 후 노드(210)와 접지(GND) 사이에 연결시킨다. 그러면 절연성의 제 2 물질(M2)에 의하여 직류 및 교류 전압에 의한 영향이 제거되고, 도전성의 제 1 물질(M1)은 접지(GND)에 매우 근접하여 배치되므로 정전기가 접지(GND)로 방전될 수 있다.
도 3은 도 2의 오동작 방지 장치의 구조를 설명하는 도면이다.
도전성의 제 1 물질(M1)은 EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질일 수 있다. EMI 흡수 물질의 예로서, 제 1 물질(M1)은 미세한 도전성 물질(310)이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질이다. 미세한 도전성 물질(310)은 금속 가루와 같은 물질일 수 있다.
미세한 금속 가루와 같은 물질이 고무 재질로 된 얇은 물질 내부에 고밀도로 포함되면 금속 가루를 통하여 정전기가 이동할 수 있다.
제 2 물질(M2)은 미세한 공극(320)이 있는 절연성 박막 물질이다. 절연성 박막 물질의 예로서, 제 2 물질(M2)은 매우 얇은 종이나 매우 얇은 헝겊일 수 있다. 얇은 종이나 헝겊으로 제 1 물질(M1)의 한쪽 면을 쌓으면 직류 전압 이나 교류 전압은 통과하지 못한다. 그러나 정전기는 공극(320)을 통하여 이동할 수 있다.
도 3에는 제 2 물질(M2)이 제 1 물질(M1)의 한쪽 면에만 접촉되는 것으로 도시되어 있으나 제 1 물질(M1) 전체를 둘러쌓을 수 도 있다.
여기서, EMI 흡수 물질이 미세한 도전성 물질(310)이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질에 한정되는 것은 아니며 전자파 흡수가 가능한 다른 물질도 이용될 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
또한, 제 2 물질(M2)도 종이 또는 헝겊에 한정되는 것은 아니며 공극이 있는 절연성 물질이라면 다른 물질도 이용될 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오동작 방지 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 방법(400)은 먼저, 집적 회로(미도시)의 노드와 접지 사이에 오동작 방지 장치를 배치한다.(410 단계)
오동작 방지 장치는 제 1면과 제 2면을 구비하며 도전성인 제 1 물질 및 제 1면과 제 2면을 구비하며, 제 1 면이 상기 제 1물질의 제 2면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비한다. 오동작 방지 장치는 도 2 및 도 3에 도시된 오동작 방지 장치(220)와 구조 및 성질이 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
상기 제 1물질의 상기 제 1면을 상기 노드에 연결시킨다.(420 단계) 여기서 노드는 집적 회로(미도시)의 최외각의 전도성 금속이다. 마지막으로, 상기 제 2 물질의 상기 제 2면을 상기 접지에 연결시킨다.(430 단계)
여기서는 제 1물질의 제 1면이 노드에 연결되고 제 2 물질의 제 2면이 접지에 연결된다고 설명하였으나, 반대로 제 2물질의 제 2면이 노드에 연결되고 제 1 물질의 제 1면이 접지에 연결될 수 도 있다.
서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 방법(400)의 중요한 요소인 오동작 방지 장치에 대해서는 도 2 및 도 3을 통하여 설명되었으므로 상세한 설명을 생략한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 서지 전압에 의한 집적 회로의 오동작 방지 장치 및 오동작 방지 방법은 집적 회로의 최외각 도체에 인가되는 정전기를 효과적으로 방전시키면서도 집적 회로가 직류 및 교류 전압에 의하여 오동작 하게 되는 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
Claims (19)
- 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지용 장치에 있어서,상기 오동작 방지 장치는,도전성인 제 1 물질 ; 및한쪽 면이 상기 제 1 물질의 한쪽 면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비하며,상기 집적 회로의 노드와 접지(ground) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 오동작 방지 장치는,상기 서지 전압 중 정전기(static electricity)는 통과시키고, 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니하는 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1 물질은,EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1 물질은,미세한 도전성 물질이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 물질은,미세한 공극이 있는 절연성 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 물질은,박막의 종이 및 헝겊 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 노드는,상기 집적 회로의 최외각 도체인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 서지(surge) 전압으로 인한 집적 회로의 오동작 방지 방법에 있어서,상기 집적 회로의 노드와 접지(ground) 사이에 오동작 방지 장치를 배치하는 단계로서,상기 오동작 방지 장치는,제 1면과 제 2면을 구비하며 도전성인 제 1 물질 ; 및제 1면과 제 2면을 구비하며, 제 1 면이 상기 제 1물질의 제 2면에 접촉되는 절연성의 제 2 물질을 구비하고,상기 제 1물질의 상기 제 1면을 상기 노드에 연결시키는 단계 ; 및상기 제 2 물질의 상기 제 2면을 상기 접지에 연결시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 오동작 방지 장치는,상기 서지 전압 중 정전기(static electricity)는 통과시키고, 직류(DC :direct current) 전압 및 교류(AC :alternating current) 전압은 통과시키지 아니하는 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 1 물질은,EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 1 물질은,미세한 도전성 물질이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 2 물질은,미세한 공극이 있는 절연성 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 2 물질은,박막의 종이 및 헝겊 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 노드는,상기 집적 회로의 최외각 도체인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 방법.
- 정전기로 인한 집적 회로의 오동작을 방지하기 위하여 도전성 물질과 절연성 물질을 층으로 쌓아서 상기 집적 회로의 최외각 도체와 접지 사이에 연결하여 상기 정전기는 통과시키고 직류 및 교류 전압은 통과시키지 아니하는 오동작 방지 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 도전성 물질은,EMI(electromagnetic interference) 흡수 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 도전성 물질은,미세한 도전성 물질이 고밀도로 포함된 고무 재질로 된 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 절연성 물질은,미세한 공극이 있는 절연성 박막 물질인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 절연성 물질은,박막의 종이 및 헝겊 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 오동작 방지 장치.
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