CN102172110A

CN102172110A - 免受静电放电的方法与设置

Info

Publication number: CN102172110A
Application number: CN2009801310939A
Authority: CN
Inventors: 格雷戈里·L·威廉斯; 光贤·D·崔
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-08-31
Also published as: JP2011530900A; US20100033886A1; WO2010019502A1; US7911759B2

Abstract

一种电子装置，该装置具有用于所述电子装置的多个面的ESD(静电放电)保护并且其外盖具有至少一个孔以及充分接近该至少一个孔的周边设置的多个槽。该电子装置还包括ESD屏蔽部件，ESD屏蔽部件被配置为为电子装置的第一面以及与之相对的第二面提供ESD保护。ESD屏蔽部件包括ESD屏蔽表面，ESD屏蔽表面被配置为为第二面的至少一部分提供ESD保护，ESD屏蔽部件还包括多个垂直突起的ESD屏蔽突部，多个垂直突起的ESD屏蔽突部的各个被配置为当ESD屏蔽部件与外盖结合时插入多个槽的各个内。

Description

免受静电放电的方法与设置

技术领域

本发明涉及电子装置中的静电放电(ESD)保护以及实施静电放电(ESD)保护的技术。

背景技术

目前，电子装置尤其是便携式电子装置无处不在。例如，全球定位系统(GPS)已经被军队长期用来在全世界内精确确定任何给定人员的位置。在民用场合，基于GPS的应用也已激增。GPS定位已经用于如航海、耕作、电信、基于位置的市场化和广告等多种目的。此外，普通消费者可以携带用于打开/关闭汽车门的遥控钥匙、用于通信的移动电话、用于娱乐的便携式音乐/视频播放器等。

由于这些装置全部包含包装严密的、高灵敏度的电子电路系统，故静电放电(ESD)保护有着重要的意义。一般而言，静电放电是指电子装置暴露于具有更高电势的附近物体(即，ESD源)时可能发生的静态电荷放电。在通常情况下，当如此暴露时，具有更高电势的物体与电子装置之间可能产生火花。放电电流路径(火花是其一部分)可能穿过电子装置中的一个或多个敏感电路，从而引起临时或永久故障。

考虑到ESD给现代电子装置造成的潜在损害，已经提出和实施了很多方法来使电子装置免受与ESD相关的损害。一种常用方法是提供具有ESD保护电路的特定电路或组件，诸如放电电极等。另一种常用方法是通过ESD屏蔽部件来对易受损害的组件进行物理屏蔽。还提出和/或实施了其他方法。

一般而言，ESD屏蔽部件相对于ESD源表现出具有更低电阻的到地路径。来源于ESD源的放电电流随后被转移到ESD屏蔽部件上，从而防止放电电流对敏感电子组件造成损害。

在通常的装置中，通常存在充当外围包装并且还具有富有美感的装饰性外观的导电或绝缘外壳或盖。例如，可以将通常的移动电话装在塑料外壳或铝外壳中，塑料壳或铝壳不但为其中的电子组件提供安装框架，而且还使电子组件免受环境损害。

ESD电流通常不能侵入导电或绝缘外壳的材料。相反，ESD电流通过位于外壳部件组装处的接缝或接口侵入电子装置。在移动电话的实施例中，可以存在形成外壳的两个半壳。这两个壳之间的接缝通常易受ESD电流侵入并且通常为ESD保护的焦点。如果壳之一具有其他开口，诸如容纳电池或LCD(液晶显示器)子组件的开口，则开口的边缘同样易受ESD电流侵入。

如果给定外壳中存在多个接缝和开口，则一种ESD保护的方法是在ESD电流可能侵入的任何位置提供ESD屏蔽。然而，这种方法还增加所产生电子装置的质量和厚度。考虑到装置小型化的趋势以及在各装置中装入更多功能和性能的需要(需要将不断增长的电路装入不断缩小的外形要素内)，工程师不断寻找既保持或改善ESD保护又删减成品的体积和材料的方法。此外，为了使市场吸引力最大化，成品必须具有美感。因此ESD保护方案也必须将审美考虑进去。本发明的主题是在改善ESD保护的同时使体积最小化并保持富有美感的外观。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种电子装置，其具有用于该电子装置的多个面的ESD(静电放电)保护。该电子装置包括外盖，外盖被配置为从外部覆盖电子装置的第一面，外盖具有至少一个孔以及多个槽，该多个槽充分接近该至少一个孔的周边设置，从而如果ESD电流侵入存在于该至少一个孔处的间隙，则将ESD电流转移至设置在该多个槽的至少一个中的材料。该电子装置还包括ESD屏蔽部件，ESD屏蔽部件被配置为为电子装置的第二面并且也为第一面提供ESD保护，第二面与第一面相对。ESD屏蔽部件包括ESD屏蔽表面，所述ESD屏蔽表面被配置为为第二面的至少一部分提供ESD保护，ESD屏蔽部件还包括多个垂直突起的ESD屏蔽突部，该多个垂直突起的ESD屏蔽突部的各个被配置为当ESD屏蔽部件与外盖结合时插入该多个槽的各个内。

上述概括仅涉及文中所公开的发明的多个实施方式中的一个，并且不限制权利要求所陈述的发明的范围。将在下面的本发明的详细描述中结合下列图片对本发明的这些特征和其他特征进行更加详细的描述。

附图说明

通过举例示出本发明，而不是用于限制，在附图的图形中，相同参考标号代表相同的元件，其中：

图1A、1B和1C示出翻盖式移动电话。

图2示出根据本发明的一个或多个实施方式的具有ESD屏蔽表面202和与之集成的ESD屏蔽壁和/或突部的ESD屏蔽部件200。

图3示出根据本发明的一个或多个实施方式的包括创造性的ESD屏蔽部件的示例性翻盖式移动电话的包含LCD的子系统的分解图。

图4示出根据本发明的一个或多个实施方式的被配置为容纳一个ESD屏蔽突部的槽402的放大图。

具体实施方式

现在将参照如附图所示的本发明的少量实施方式对本发明进行详细描述。在下列描述中，陈述大量具体细节以使本发明得到彻底理解。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在不具有这些具体细节的某些或全部的情况下实现。在其他示例中，为了不使本发明产生不必要的模糊，没有对公知的过程步骤和/或结构进行详细描述。

下文将描述多个实施方式，包括方法和技术。应记住，本发明还可覆盖包括计算机可读媒介的制品，在计算机可读媒介上存储有用于执行创造性技术的实施方式的计算机可读指令。计算机可读媒介可包括，例如，用于存储计算机可读代码的半导体、磁的、光磁的、光的或其他形式的计算机可读媒介。此外，本发明还可覆盖用于实现本发明的实施方式的设备。这种设备可包括专用的和/或可编程的电路以执行与本发明的实施方式有关的工作。这种设备的实施例包括被适当地编程的通用计算机和/或专用计算装置，并且可包括适于与本发明的实施方式有关的多种工作的计算机/计算装置和专用的/和可编程的电路。

本发明的实施方式涉及保护给定电子装置的多个面的ESD保护设置。在一个实施方式中，提供了一种导电框架以提供ESD保护，该导电框架具有ESD屏蔽表面和集成但垂直突起的ESD屏蔽壁和/或突部。ESD屏蔽表面被配置为保护设置在ESD屏蔽表面后面的ESD敏感装置。垂直突起的ESD屏蔽壁和/或突部被配置为将ESD保护延伸至该装置的一个或多个其他面。

在一个实施例中，移动电话可以由两个主要部分形成。这两个主要部分可以收纳在彼此枢轴地连接的两个单独外壳中。这种移动电话设计通常可称为蛤壳式或滑盖式或翻盖式设计，其中移动电话的一部分可收纳一部分电路系统和/或小型键盘，并且另一部分可收纳显示器。虽然本发明不限于蛤壳式移动电话或移动电话的显示器包含部分，但下文将以显示器包含部分，尤其是具有至少两个LCD面板的显示器包含部分，为例进行本发明的有关细节的讨论。

在一个或多个实施方式中，显示器包含部分可包括外壳，外壳具有多个孔以允许用户观看一个或多个显示器。可提供ESD屏蔽部件，其中ESD屏蔽表面被设置为保护显示器包含部分的一个面，而垂直突起的ESD屏蔽壁和/或突部可被设置为保护边缘和对面。通过这种方法，单个ESD屏蔽部件可保护电子装置的两个或两个以上的面，同时要求最小的附加体积或向成品增加最小(如果有的话)的附加厚度。有利地，可以将垂直突起的ESD屏蔽壁和/或突部隐藏在外壳中的槽中以使成品保持美观。

参照下面的图形和讨论，可以更好的理解本发明的特征和优点。图1A、1B和1C示出翻盖式移动电话102，翻盖式移动电话102具有第一部分104和第二部分106，这两个部分均封装在它们自己的外壳中并且彼此枢轴地连接。第一部分104代表显示器包含部分并包括外壳120，外壳120具有容纳两个LCD 108(图1B)和110(图1C)的两个孔。在图1A、1B和1C的实例中，LCD 108旨在从外壳120前面观察并且LCD 110旨在从外壳120对面(背面)观察。这两个LCD分别在图1C和图1B中的第一部分104的前视图和后视图中示出。

LCD 108和110均覆盖有LCD镜片以使LCD电路系统免受环境损害。一般而言，外壳120由导电或绝缘材料(诸如铝或塑料)形成。如果外壳120是金属外壳并且不在到地路径中，则本发明的创造性的ESD保护设置特别有用。ESD电流倾向于不能侵入外壳的材料，因此使得容纳其中的电子装置相对不会受到与ESD相关的损害。同样地，ESD电流倾向于不能侵入形成LCD镜片的材料(诸如透明的聚碳酸酯材料)。因此，由LCD镜片保护的电子组件也相对不会受到与ESD相关的损害。

易受与ESD相关的损害的区域包括形成于外壳120中以容纳LCD108和110的孔的边缘。如果没有对这些边缘(144和146)进行充分保护，则ESD电流可能到达显示器包含部分104内的敏感电子组件，使那些敏感电子组件受到临时或永久损害。如果外壳120由扣合或固定在一起的多个块件形成，则相对于外壳块件结合之处的接缝处存在类似的易损性。

图2示出根据本发明的一个或多个实施方式的ESD屏蔽部件200，ESD屏蔽部件200具有ESD屏蔽表面202以及与之集成的ESD屏蔽壁和/或突部。为了表现出具有低电阻的到地路径以用来提供ESD保护，ESD屏蔽部件200可由导电材料形成，诸如金属或镀金属塑料。

ESD屏蔽部件200具有孔204，孔204的边缘被配置为围绕以进入图2页面的方向(在图2中前到后的方向)投射光/文字/图像的LCD面板。接近该LCD面板边缘的孔204的边缘206表现出具有低电阻的到地路径以通过LCD面板边缘与ESD屏蔽部件200的边缘206之间的间隙将损害性的ESD电流转移以使之不会侵入装置。

由于ESD电流既不能侵入ESD屏蔽部件200的材料也不能侵入LCD盖的材料，故LCD面板和ESD屏蔽部件200结合之处的边缘的保护使该装置的背面基本不会受到与ESD相关的损害。

在图2和3的实施例中，ESD屏蔽部件200还充当外壳背部以封装电路302。外壳的另一部分在图3中被示为前盖304，前盖304可由能够向电流302同时提供环境保护和ESD保护的材料(诸如金属或塑料)形成。在一个或多个实施方式中，前盖304被配置为外盖以覆盖电子装置的前面。

在一个实施方式中，ESD屏蔽部件200可包括升起的壁210a和210b，壁210a和210b从ESD屏蔽表面202垂直突起。壁210a和210b通过表现出具有低电阻的到地路径来为装置边缘提供ESD保护，从而使ESD电流不能通过装置的该面侵入电子装置。壁210a和210b可延伸以包围ESD保护部件200周边的大部分或全部以从边缘的全方位提供ESD保护。如果需要，可以改变壁210a和210b在多个位置处的高度以适应不同的设计。

到目前为止，讨论都集中在装置背面和装置边缘的ESD保护上。如上文所述，装置前面主要由外壳前盖304的材料保护。前盖304具有孔306，孔306用于容纳LCD显示器(电路302前方)以允许LCD显示器向装置前方投射光/文字/图像。LCD镜片310覆盖LCD面板并为LCD面板的电路系统提供环境保护与ESD保护。由于ESD电流不能侵入前盖304的材料或LCD镜片的材料(LCD镜片可由例如聚碳酸酯制成)，因此LCD镜片310与孔306边缘结合之处的边缘312代表易受ESD电流侵入的遗留区域之一。

根据一个或多个实施方式，与ESD屏蔽表面202垂直的垂直突起的ESD屏蔽突部设置在ESD屏蔽部件200上以助于插入装置外壳的前盖304内设的槽内。这些ESD屏蔽突部中的四个如图所示为突部212a、212b、212c和212d。虽然示出8个ESD屏蔽突部，但可以根据需要改变ESD屏蔽突部的数量。还可以根据需要改变各ESD屏蔽突部的尺寸，并且全部ESD屏蔽突部可具有相同大小和高度，或者不同ESD屏蔽突部可具有不同大小和/或不同高度。

图4示出根据一个或多个实施方式的被配置为容纳屏蔽突部之一的槽402的放大图。当ESD屏蔽部件200与(图3的)前盖304结合时，ESD屏蔽突部(从背面)插入槽402内，从而将ESD屏蔽部件200的至少某些ESD屏蔽材料呈现给试图侵入前盖304与LCD镜片310之间的间隙的ESD电流。一般而言，槽402(以及一个或多个其他槽)足够接近地显露于前盖304中的孔的周边，从而如果ESD电流试图侵入孔周边的前盖间隙，则ESD电流会被转移至设置在槽402(或一个或多个其他槽)中的突部。本领域技术人员能够容易地理解，各装置中的该距离可以变化，然而在各装置中都存在确切并可确定的距离，由此如果槽到需要ESD保护的间隙的距离大于该距离，则ESD保护将是无效的。

在一个实施方式中，当前盖304和ESD屏蔽部件200结合在一起之后，ESD屏蔽突部可以稍微突出于槽402之外。在一个实施方式中，当前盖304和ESD屏蔽部件200结合在一起之后，ESD屏蔽突部可以与槽402平齐。在一个实施方式中，当前盖304和ESD屏蔽部件200结合在一起之后，ESD屏蔽突部可以相对于槽402稍微凹陷。前盖304通常具有足够的槽来容纳全部ESD屏蔽突部。

在一个或多个实施方式中，槽402位于电子装置外边缘稍微向内。在一个实施方式中，槽402形成于内架430上，当从边缘观察装置时，内架430从成品外部不可见。通过这种方法，当前盖304和ESD屏蔽部件结合在一起时，由于ESD屏蔽突部插入它们的槽内，故ESD屏蔽突部从边缘不可见，并且仅壁210a和210b从装置边缘可见。

内架430代表还用于支撑LCD镜片310的支架，以当LCD镜片310安装在前盖304的孔内时允许LCD和LCD镜片310相对于前盖304获得更加平齐的外观。内架430由壁432支撑，当前盖304和ESD屏蔽部件200结合在一起时，壁432还为ESD屏蔽部件200的壁210a和210b提供某些程度的机械支撑和对齐。如果需要，前盖304可以设置有向下延伸的部分壁或唇板以包围并在视觉上覆盖壁210a/210b与前盖304之间的接缝。总的来说，相邻槽之间所留下的材料向内架430和前盖304提供机械力强度。在成品中，当LCD镜片310被设置于内架430上时，LCD镜片310覆盖槽(以及槽中的ESD屏蔽突部)。

关于ESD保护，对于试图侵入前盖304与LCD镜片310之间的间隙的任何ESD电流，槽402中的突部的ESD屏蔽材料(诸如ESD屏蔽部件的金属或镀金属塑料)的存在表现出具有低电阻的到地路径。任何试图侵入前盖304与LCD镜片310之间的间隙的ESD电流将被转移至ESD屏蔽突部之一并且无害地引导至地。如上所述，前盖304和LCD镜片310的材料已经为电子装置前面的绝大部分提供ESD保护。通过提供与保护装置背面和边缘的ESD屏蔽部件整体形成的ESD屏蔽突部，装置前面遗留的易受侵入的区域(例如前盖304与LCD镜片310之间的间隙)也受到保护。

从前述中能够理解，本申请提供的创新的ESD屏蔽设置通过单个屏蔽部件为电子装置背面、边缘和前面提供保护。因为槽形成于已经存在以支撑LCD镜片的内架上，所以不会对装置的厚度造成不利影响。不需要为了ESD保护而提供平行于前盖平面的ESD保护材料层。因此，成品的厚度不会由于这种附加的ESD保护材料层而增加。从美观上来说，ESD屏蔽突部在组装后从侧面不可见(通过隐藏于槽中)并且在组装后从顶部也不可见(通过覆盖有LCD镜片)。因此，在不给装置的厚度和美观带来明显损失的情况下实现了改善的ESD保护。

只要ESD屏蔽突部由导电材料形成并且存在从ESD屏蔽突部到地以转移ESD电流的路径，ESD屏蔽部件的一部分可由非导电材料形成。虽然上文使用了移动电话的一部分为例以便于讨论，但当需要实现多个面的ESD保护时，ESD屏蔽设置和技术可应用于任何电子装置的任何部分或全部，而不用考虑该电子装置为固定的或是便携的。

虽然已经依据多个优选实施方式对发明进行了描述，但替换、变换和等同落入本发明的范围内。虽然文中提供了多个实施例，但相对于本发明，这些实施例旨在成为示意性而非限制性的。例如，只要ESD屏蔽突部由导电材料形成并且存在从ESD屏蔽突部到地以转移ESD电流的路径，ESD屏蔽部件的一部分可以由非导电材料形成。如另一个实施例，虽然上文使用移动电话的一部分来帮助讨论，但当需要来自多个面的ESD保护时，ESD屏蔽设置和技术可应用于任何电子装置的任何部分或全部，而不用考虑该电子装置为固定的或是便携的。

还应注意，存在实施本发明的方法和设备的多个替换方式。因此所附权利要求旨在被解释为包括落入本发明的范围内的这些替换、变换和等同的全部。

Claims

1.一种电子装置，具有用于所述电子装置的多个面的ESD(静电放电)保护，所述电子装置包括：

外盖，所述外盖被配置为从外部覆盖所述电子装置的第一面，所述外盖具有：

至少一个孔，以及

多个槽，所述多个槽充分接近于所述至少一个孔的周边设置，从而在ESD电流侵入存在于所述至少一个孔处的间隙的情况下，所述ESD电流将会被转移至设置在所述多个槽的至少一个中的材料；以及

ESD屏蔽部件，所述ESD屏蔽部件被配置为为所述电子装置的所述第一面和与所述第一面相对的第二面提供ESD保护，所述ESD屏蔽部件包括：

ESD屏蔽表面，所述ESD屏蔽表面被配置为为所述第二面的至少一部分提供ESD保护，以及

多个垂直突起的ESD屏蔽突部，所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部的各个ESD屏蔽突部被配置为当所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合时插入所述多个槽的各个槽内。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电子装置为移动电话。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为突出于所述多个槽的槽开口所在的表面之上。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为突出于所述多个槽的槽开口所在的表面之下。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为与所述多个槽的槽开口所在的表面平齐。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为在所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合之后从所述电子装置外面不可见。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部由金属制成。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述至少一个孔被配置为装备LCD(液晶显示器)面板。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述多个槽被设置在与所述外盖结合的支架上，所述支架被配置为至少容纳所述LCD面板的镜片，从而当与另一个镜片被放置在所述外盖的表面的情况相比较时，所述镜片在被设置于所述支架上之后与所述外盖的表面更加平齐。

10.一种ESD(静电放电)屏蔽部件，被配置为为所述电子装置的多个面提供ESD(静电放电)保护，所述电子装置还具有外盖，所述外盖被配置为从外部覆盖所述电子装置的所述多个面中的第一面，所述外盖具有至少一个孔以及多个槽，所述ESD屏蔽部件包括：

ESD屏蔽表面，所述ESD屏蔽表面被配置为为所述电子装置的所述多个面中与所述第一面相对的第二面的至少一部分提供ESD保护，以及

多个垂直突起的ESD屏蔽突部，所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部中的各个ESD屏蔽突部被配置为当所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合时插入所述多个槽中的各个槽内，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部中的至少一个充分接近于所述至少一个孔的周边设置，从而如果ESD电流侵入存在于所述至少一个孔的开口处的间隙，所述ESD电流将会被转移至所述多个ESD屏蔽突部的所述至少一个处设置的材料，并且，被保护以免受所述ESD的电路设置在所述外盖与所述ESD屏蔽部件之间。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其中所述电子装置为移动电话。

12.根据权利要求10所述的ESD屏蔽部件，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为突出于所述多个槽的槽开口所在的表面之上。

13.根据权利要求10所述的ESD屏蔽部件，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为与所述多个槽的槽开口所在的表面平齐。

14.根据权利要求10所述的ESD屏蔽部件，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为在所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合之后从所述电子装置外面不可见。

15.根据权利要求10所述的ESD屏蔽部件，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部由金属制成。

16.根据权利要求10所述的ESD屏蔽部件，其中所述至少一个孔被配置为装备LCD(液晶显示器)面板。

17.根据权利要求16所述的ESD屏蔽部件，其中所述多个槽被设置在与所述外盖结合的支架上，所述支架被配置为容纳所述LCD面板的一个镜片，从而当与另一个镜片被放置在所述外盖的表面的情况相比较时，所述镜片在被设置于所述支架上之后与所述外盖的表面更加平齐。

18.一种使电子装置的多个面免受ESD损害的方法，包括：

提供外盖，所述外盖被配置为从外部覆盖所述电子装置的第一面，所述外盖具有

至少一个孔，以及

多个槽，所述多个槽充分接近所述至少一个孔的周边设置，从而如果ESD电流侵入存在于所述至少一个孔处的间隙，则所述ESD电流将被转移至设置在所述多个槽的至少一个中的材料；以及

提供ESD屏蔽部件，所述ESD屏蔽部件被配置为为所述电子装置的所述第一面和与所述第一面相对的第二面提供ESD保护，所述ESD屏蔽部件包括

多个垂直突起的ESD屏蔽突部，所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部的各个被配置为当所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合时插入所述多个槽中的各个内；以及

通过将所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部插入所述多个槽的所述各个内使所述外盖与所述ESD屏蔽部件结合，从而将待保护以免受ESD损害的电路系统设置在所述外盖与所述ESD屏蔽部件之间。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述电子装置为移动电话。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个垂直突起的ESD屏蔽突部被配置为在所述ESD屏蔽部件与所述外盖结合之后从所述电子装置外面不可见。