휴대용 통신 장치에서의 정전 방전 보호{ELECTROSTATIC DISCHARGE PROTECTION IN A PORTABLE COMMUNICATION DEVICE}
휴대용 통신 장치는 두 당사자 간의 원격 통신을 위한 수단을 제공하는 다양한 장치에 사용된다. 이러한 종류의 통상적인 통신 장치에는, 예로서, 셀룰러 전화기, 코드리스 전화기, 호출 장치, 워키 토키(walkie-talkie), PDA(personal digital assistant) 등이 있다. 이러한 장치는 전자 회로 기판이 배치되는 장치 하우징을 포함한다. 회로 기판에는 장치의 동작 상의 통신 과제를 실행하기 위하여 필요한 회로, 예로서, CPU, 메모리 모듈 및 무선 회로(증폭기, 국부 발진기, 필터, 변조기, 믹서 등)가 구성된다. 더욱이, 회로 기판에는 때때로 하우징에 배치되는 키패드의 조명(照明)을 위한 LED(light emitting diode) 또는 기타 장치가 구성된다. 상기 종류의 키패드-작동 장치는 장치 사용자에게 신뢰성있는 통신 서비스를 제공하기 위하여 다양한 필요 조건을 실행하여야 한다. 이러한 필요 조건은 예로서 정전 방전(ESD)에 대한 배제성 및 충분히 높은 정도의 전자기 정합성(EMC; electromagnetic compatibility)이다. 사용자가 키패드를 접촉할 때, 사용자의 손가락 끝과 도전 소자, 예로서, 장치 내의 전자 회로 기판과의 사이에 분명한 정전 방전의 위험이 있으므로, 키패드-작동 통신 장치에는 ESD 보호 수단이 제공되어야 한다. 더욱이, 장치는 통신 장치의 활성부가 주변 전자 장비에 전자기적으로 방해하는 것을 방지하는 방법으로 차폐되어야 한다. 이러한 차폐는 또한 이러한 주변 전자 장치에서 오는 전자기적 영향 또는 방해로부터 장치를 보호하여야 한다.
본 발명은 하우징(housing) 내에 배치되는 전자 회로 기판, 및 누를 때, 회로 기판 상의 각각의 접점과 전기적 접촉을 이루도록, 키패드(keypad)와 회로 기판과의 사이에 끼운 돔포일(domefoil) 상의 각각의 접촉식 돔(dome)이 눌려지게 개별적인 키가 배치되는 키패드를 포함하는 휴대용 통신 장치로서, 정전 방전(ESD; electrostatic discharge)으로부터 기판을 보호하기 위한 수단이 제공되는 상기 통신 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수도 있는 셀룰러 전화기의 예의 개략도. 도 2는 셀룰러 전화기의 종래 기술에 의한 키패드 장치의 개략 사시도. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 키패드 및 ESD 보호 장치가 결합된 개략 사시도.
본 발명의 목적은 휴대용 통신 장치에 안전하고 염가의 정전 방전 보호를 제공하는 것이다. 어느 실시예의 추가적인 목적은 정전 방전(ESD)으로부터 장치를 보호하고 전자기 정합성(EMC)을 보장하기 위한 수단을 통신 장치에 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 상기 종류의 휴대용 통신 장치에 대하여, 키패드와 회로 기판 사이에 기밀(氣密, air-tight) 및/또는 정전 실(seal)을 구성하는 비도전성 시트(sheet)로서 형성되는 돔포일로써 통신 장치 내의 회로 기판을 정전 방전으로부터 보호함으로써 달성된다.
도 1에 장치 하우징(12), 안테나(13), 확성기(14), 디스플레이 소자(15), 및 마이크로폰(16)을 포함하는 셀룰러 전화기(10)의 예를 나타낸다. 더욱이, 셀룰러 전화기(10)에는 사용자 통신을 위한 키패드(30)가 구성되어 있다. 사용자는 키패드 (30)로써 명령을 입력함으로써, 즉, 키패드(30)의 키의 집합 중에서 적절한 개별 키(32)를 누름으로써 셀룰러 전화기의 작동을 제어한다. 키패드는 "0" 부터 "9"까지 표지된 알파뉴메릭(alphanumeric) 키, 및 "*"와 "#" 등의 제어 키, "Answer" 또는 "YES" 키, "Hangup" 또는 "NO" 키, 음량 조절 키 등의 집합을 포함하는 것이 바람직하다. 도 1에 의한 전체적인 관점으로 보아서, 셀룰러 전화기의 모든 적절한 특성은 당업자에게 잘 공지된 것이므로 여기서 추가적인 설명은 하지 않는다. 도 2는 종래에 공지된 셀룰러 전화기용 키패드 장치를 개시한다. 키패드(30)는 예를 들면 고무로 만들고 일군의 개별 키(32)들을 포함한다. 도면에 나타내지 않았지만 각각의 키(32)는, 예로서, 디짓 "3" 또는 "*" 기호의, 자체의 전용 목적에 따라서 표시되어 있다. 플라스틱스 등으로 제조되는 돔포일(40)은 키패드(30), 및 전화기 하우징 안에 배치되는 전자 회로 기판(20)과의 사이에 삽입된다. 돔포일(40)에는 다수의 접촉식 돔(42)이 구성되고, 그 각각은 볼록 형의 돌출부 또는 돔포일(40)로부터의 벌징(bulging; 부풀림)이 형성된다. 하나의 각각의 돔(42)은 키패드(30)에서 하나의 각각의 키(32) 아래에 배치된다. 도 2에서 회로 기판(20)은 순수하게 개략적인 모양을 나타내었다. 회로 기판(20)은 무선 송신기/수신기 회로, 증폭기, 필터, 버퍼(buffer), 발진기, 믹서, 하나 또는 몇 개의 마이크로프로세서, 메모리 모듈 등의 각종 전자 회로를 포함하며, 도 2에는 이것들 중 아무 것도 표시되어 있지 않다. 더욱이, 회로 기판(20)에는 일군의 접점(22)이 구성되며, 그 각각은 키(32)와 돔(42)의 각 쌍에 대하여 수직 배열로 배치되어 있다. 키패드(30)의 기능적인 동작은 이하와 같다. 사용자가 키(32)를 누를 때, 키의 배면은 밑에 있는 접촉식 돔(42)에 힘을 가한다. 돔(42)은 키(32)에 의해서 가해지는 힘에 저항할 수 없지만 안쪽으로/아랫쪽으로 눌려져서 밑에 있는 접점(22)에 접촉하게 된다. 이러한 목적을 위하여 각 돔(42)의 배면은, 예로서, 각 돔에 은 또는 탄소 화합물 등의 도전층(導電層)을 형성함으로써 도전성이 되게 한다. 눌려지는 돔은 접점(22)에서 접촉 쌍 사이에 전기적 접촉을 이루며, 상세한 것은 당업자에게 원래 잘 공지된 것이므로 도면에서는 생략한다. 이렇게 성립되는 전기적 접속은 회로 기판에 포함된 제어기에서 즉시 검출된다. 더욱이, 회로 기판(20)에는 LED(light emitting diode, 발광 다이오드)로서 실현한 조명 수단(24)이 구성되며, 이 목적은 돔포일(40)의 각각의 개구(開口)(44)를 통하여 키(32)를 조명하는 것이다. 도 2에서 하나의 조명 수단(24)은 개구(44) 주위의 4개의 키(32)를 조명하도록 배치된다. 이러한 개구에 추가하여 돔포일(40)에는 회로 기판(20)에 배치되는 각종의 전자 부품 또는 장착 수단을 위한 각종 구멍, 개구 또는 요부(凹部)(46, 48, 49)가 형성된다. 도 2에 의하면 종래 기술에 의한 장치에서 고무 기재(基材)의 키패드 시트 (sheet)(32)가 ESD 보호 수단으로서의 역할을 한다. 더욱이, 도 1에 나타낸 하우징 (12)에는 그 내부에, 전화기(10)와 주변 전자 장비와의 사이에 전자기 방해에 대한 보호 또는 차폐물로서의 기능을 하는 얇은 금속화 층이 구성된다. ESD 및 전자기 방해에 대한 충분한 보호를 제공하지만, 도 2에 의한 종래 기술의 장치는 비용 개념을 고려할 때 불리하다. 키패드 고무 시트(30), 및 하우징(10) 내의 금속화 층 모두는 전화기(10)의 총 제조 비용에 무시할 수 없는 가격적 불리를 추가한다. 도 3에 의한 본 발명의 방안은 전화기에 ESD에 대한 보호 수단을 제공하는 덜 비싼 방법을 제안한다. 본 발명에 따라서 접촉식 키 돔(52)의 집합을 갖는 돔포일(50)은, 키패드(30)와 밑에 있는 회로 기판(20)과의 사이의 전체 표면을 완전히 포함하는 시트로서 형성된다. 최소한 돔포일(50)의 전면(前面)은 비도전성 또는 격리되게 구성됨에 따라서, 키패드와 회로 기판과의 사이에 기밀 및/또는 정전 실을 제공하고 따라서 ESD 보호 수단으로서의 기능을 하게 된다. 도 2에서 종래 기술의 돔포일(40)에 비교하여, 본 발명의 돔포일(50)은 키(32)로부터 회로 기판(20)에 전이되는 전기 스파크(spark)를 일으키는, 개방된 개구가 아무 것도 없다. 조명 수단(24)을 위한 개구 등의 모든 종래의 개구는 키패드(30)로부터 회로 기판(20)을 격리하는 비도전성 재료의 추가적인 돔(54)으로써 피복된다. 도 3의 바람직한 실시예에 따라서 키패드(30)는 플라스틱스 등으로부터 제조되는 키트리(keytree)로서 실현된다. 이러한 키트리 구조는 원래 통신 장치에서 키패드 기능을 실현하는 매우 염가의 방법으로 종래부터 공지되어 있다. 통합된 돔포일(50)의 덕분으로 고무로 제조하거나 또는 ESD 보호 및 사용자 대화 수단으로서 작용해야 하는 키패드(30)가 더 이상 필요가 없다. 상기와 같이 돔포일(50)에는 밑에 있는 조명 수단(24)(LED 또는 유사 부품으로서 실현되는)을 위한 추가적인 돔(54)이 구성된다. 추가적인 돔(54)은 명백하게 조명 수단(24)으로부터 방출되는 광에 대하여 투명하거나 또는 최소한 반투명하게 제조되어야 한다. 추가적인 돔(54)은 키패드(30)를 더욱 잘 조명하기 위하여 희게 또는 광택이 나게 제조되는 것이 바람직하다. 변형 실시예에서 추가 돔(54)은 돔(54), 및 밑에 있는 조명 수단(24) 주위의 4개의 키(32)를 향하여 광을 인도하기 위하여 어떤 스크린(screen) 또는 도트 패턴(dot pattern)으로서 인쇄될 수도 있다. 이러한 패턴은 키(32) 방향으로 크기 또는 밀도를 증가시키게 배열되는 선 또는 점을 나타낼 수도 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라서 돔포일(50)의 내부에는 은 화합물 등의 도전성 재료 층이 구성된다. 도전 층은 전자기 방해에 대한 보호 수단으로서의 기능을 함에 따라서, 전자기 정합성을 보장하도록 접지(接地) 수단에 접속된다. 따라서, 도 2의 종래 기술에 의한 장치에서의 금속화된 장치 하우징의 필요성이 제거되고, 돔포일은 ESD 및 전자기 방해에 대한 통합 보호 수단으로서 작용한다. 전자 회로 기판(20) 상의 각종 회로 및 부품에서 발생되는 열 손실에 도움이 되도록 돔포일(50)에는 돔포일의 주요부를 따라서 연장되어 돔포일(50)의 어떤 모서리에 도달하는 공기 통로가 형성된다. 본 발명은 약간의 실시 형태 또는 예를 참조로 하여 상기에서 설명되었지만, 본 발명은 상기에 개시한 특정의 실시예에 결코 한정되지 않는 것을 이해하여야 한다. 반대로, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 한정된다. |
