CN1285243C

CN1285243C - 电路板的静电放电防护装置

Info

Publication number: CN1285243C
Application number: CN 03122131
Authority: CN
Inventors: 陈胜国; 陈正楠
Original assignee: HUAYU COMPUTER CO Ltd
Current assignee: HUAYU COMPUTER CO Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: CN1538797A

Abstract

一种电路板的静电放电防护装置，至少包含一非导体层以及一导体层。非导体层与电路板接触用以绝缘导体层与该电路板。导体层分散电路板的尖端部分所累积的电荷，提高电路板的静电放电防护能力。

Description

电路板的静电放电防护装置

技术领域

本发明涉及一种静电防护装置，且特别涉及一种电路板的静电放电防护装置。

背景技术

一般电子设备，如笔记型计算机、PDA等，容易被静电放电(electrostaticdischarge，ESD)破坏而影响机器或系统设备的正常工作状态。静电放电现象所引发的瞬间电位相当大，且因现今IC组件设计更趋缩小化，导致可能引起静电放电破坏的静电位也随之降低，在实际应用上，某些高速组件在静电位为30V时就可能被打坏。

造成静电放电的原因是因为带电荷物体会形成一电场，该电场使附近的气体电离而产生放电的现象。不论是导体或非导体都会产生及累积电荷，通常电阻值越低的物质，其静电散逸的速度越快，不易累积电荷，反之，电阻值越高的物质，其静电散逸的速度越慢，容易累积很高的电荷。因此，非导体更是容易累积静电荷。一般人造聚合物，如塑料，因为具有高绝缘、高电阻的特性，其更能够蓄积静电荷至相当长的一段时间。

静电放电的种类可分为直接静电放电(direct ESD)和间接静电放电(indirect ESD)两种。其中直接静电放电依其放电方式的不同又可分为接触放电(contact discharge)及空中放电(air discharge)。间接放电也可分为水平耦合面(horizontal coupling plane，HCP)和垂直耦合面(vertical coupling plane，VCP)。

接触放电为尖端放电(如螺丝起子对于设备或产品造成的干扰或破坏)，一般对于金属表面或耦合面的间隙有影响，会因其突来的电流注入对于设备或产品造成伤害。空中放电通常为人体静电放电(如手指接触的表面对于设备或产品造成的伤害)，一般是对于绝缘的表面(如设备的外壳)，或手指经常触摸的表面(如键盘)有影响。

为了避免静电放电损伤电子组件，各种抵抗静电放电的软件与硬件便因应而生。为提高电子设备本身抵抗静电的能力，让系统能够在稳定的状态下工作，一般厂商都会在电子设备出厂前对其外壳进行一ESD测试，以确保该电子设备具有一定的抵抗静电的能力。

一般ESD测试的环境为：温度在15℃到35℃；相对湿度在30％到60％之间；大气压力在68Kpa(680mbar)到106Kpa(1060mbar)间。因此，ESD测试也是按照静电放电的方式进行测试程序，测试该壳体是否能在各种不同静电放电的情况下，依然能够有效的抵抗静电。

图1是现有电路板的示意图。请参照图1，其显示一电路板，例如主机板100，其不具芯片的一侧的上视图。主机板100上具有多个螺丝孔102以供螺丝锁固该电路板于其它对象上。此外，主机板100也包含多个输入/输出埠(I/O port)104以及插槽106。

螺丝、输入/输出埠104以及插槽106都会累积电荷且其外型为一尖端部分，而带电荷物体的表面周围如有突出尖端，则这些尖端容易产生放电的现象。因此这些部分都十分容易因为电荷累积而产生静电放电，进而对电路板上的电子组件造成破坏。

一般而言，现有的主机板是利用本身所含的多个接地层来将以上带电荷物体所累积的电荷分散，避免产生静电放电的情形。有时会因为考虑成本，将主机板由传统具有多个接地层的八层板结构减少为六层板结构，这种六层板结构由于较传统的八层板结构少了至少一个接地层，因此其对于静电放电的防护能力大幅下降，往往使主机板无法通过出厂前的静电放电测试。

发明内容

因此本发明的目的就是在提供一种电路板的静电放电防护装置，用以改善现有的电路板无法通过出厂前静电放电测试的问题。

根据本发明的上述目的，提出一种电路板的静电放电防护装置。本发明将此装置配置在容易产生静电放电的尖端部分，例如螺丝、输入/输出埠或插槽附近。这样，使尖端部分上累积的电荷能够利用跳跃的方式透过本发明的装置分散至接地端，避免电荷累积而造成静电放电。

该电路板的静电放电防护装置至少包含：一非导体层，该非导体层与一电路板的背面接触；以及一导体层，该导体层与该非导体层接触；其中该非导体层用来绝缘该导体层以及该电路板，并防止该导体层被该电路板刺穿。

根据本发明一较佳实施例，非导体层的材质为聚乙烯对苯二甲酸酯。导体层的材质可选择铝、铜或其它加工容易且导电性良好的金属，以利分散尖端部分所累积的电荷。本发明还具有一接地埠，导体层利用接地埠连接至接地端。此处用来增大承受电荷面积的接地端可为电源的接地端、或电子设备的外壳，或此电路板内含的接地层等，并不限于真正实质的接地。

本发明的非导体层以及导体层在对应至电路板上的螺丝孔的位置都具有开口，使螺丝能够穿过开口锁固于螺丝孔中。而非导体层以及导体层同样地在对应至电路板上插槽的位置也具有开口，使插槽能够穿过。

此外，本发明的装置还可利用调整导体层的面积来达成不同要求的静电放电防护能力。再者，可利用背胶将非导体层与电路板以及非导体层与导体层两两固定住，避免其滑动而影响静电放电的防护能力。然而其它一般现有的固定方法也可利用于本发明中，只要不造成电路板以及导体层短路即可。

由上述可知，应用本发明具有下列优点。应用本发明可以解决现有的电路板无法通过出厂前静电放电测试的问题，且为一成本低廉且结构简单的装置。当电路板的结构为降低成本而由八层板减为六层板时，应用本发明可解决六层板不能通过静电放电测试的问题，且六层板加上本发明的装置所花费的成本仅为六层板加上两层接地层所花的成本的四分之一。因此，本发明的装置不但能够降低量产成本，又能通过静电放电测试，是一种能够解决现有电路板无法通过静电放电测试的装置。

附图简要说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图作详细说明：

图1是现有电路板的示意图。

图2A显示根据本发明一较佳实施例的立体分解图。

图2B显示根据本发明一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

为了改善现有的电路板无法通过出厂前静电放电测试的问题，本发明提出一种电路板的静电放电防护装置。

静电放电的防护方法中，接地是最有效且经济的方法。蓄积在物体上的电荷，会在一次放电中将能量完全释放，这是造成静电放电破坏的最主要原因。其防护的方法，就是将所有物体连接在一起，然后接地，并保持低的接地电阻，使物体上的电荷能够迅速地向大地散逸，避免引起静电放电的危害。

因此，本发明利用一电路板的静电放电防护装置，将其配置在容易产生静电放电的尖端部分，例如螺丝、输入/输出埠或插槽附近。这样，使尖端部分上累积的电荷能够利用跳跃的方式透过本发明的装置分散至接地端，避免电荷累积而造成静电放电。

请参照图2A，其为根据本发明一较佳实施例的示意图。首先利用一非导体层202与电路板100的背面相接触，然后在非导体层202的上再加上一导体层204。在本发明中，非导体层202以及导体层204必须位于容易产生静电放电的尖端部分的周围附近，例如锁螺丝用的螺丝孔102、输入/输出埠104或插槽106等。这样使得在尖端部分累积的电荷能够利用最短的路径跳至本发明的装置，将电荷分散至接地端。

在此较佳实施例中，该非导体层202的材质为绝缘且可塑性强的材质，例如：聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)。非导体层202的作用主要是作为电路板100以及导体层204之间的绝缘，以避免电路板100上的电子组件因导体层204而导通发生短路。此外，非导体层202还可以防止导体层204被电路板100上的电子组件刺穿而造成损坏。导体层204的材质可选择铝、铜或其它加工容易且导电性良好的金属，以利分散尖端部分所累积的电荷。

此外，在此实施例中，本发明的导体层204还具有一接地埠206，导体层204利用接地埠206连接至接地端，这样扩大导体层的面积，使其能够承受并分散电荷的面积增大，提高静电放电的防护能力。此处用来增大承受电荷面积的接地端可为电源的接地端、或电子设备的外壳，或此电路板100内含的接地层等，并不限于真正实质的接地。

本发明的非导体层202以及导体层204在对应至主机板100上的螺丝孔102的位置都具有开口212，使螺丝能够穿过开口212锁固于螺丝孔102中。而非导体层202以及导体层204同样地在对应至电路板100上插槽106的位置也具有开口212，使插槽106能够穿过。这样，开口212附近的导体层204便可对螺丝或插槽106上累积的电荷形成一最短路径，使电荷容易跳至开口212附近的导体层204，以达成电荷分散的目的。图2B则是图2A中的非导体层202、导体层204以及电路板100组合后的示意图，可由图2B更清楚地了解本发明的应用。

再者，如图2A中所示，本发明的装置在对应至主机板100上的其它容易累积电荷的尖端部分，如输入/输出埠104以及插槽106等的位置，也有相同目的的设计，配合其几何形状使得电荷容易经过最短路径而到达导体层204。

此外，本发明的装置还可利用调整导体层204的面积来达成不同要求的静电放电防护能力。由于各家厂商或电路板100上各部分组件的静电防护能力要求不同，此时可利用调整导体层204的面积，来达成不同规格的要求。当导体层204的面积越大时，其可容纳的电荷越多，因此其所能防护的静电电位差就较大；相反地，当导体层204的面积越小时，其可容纳的电荷越少，因此其所能防护的静电电位差就较小。

再者，可将非导体层202与电路板100，以及非导体层202与导体层204之间固定，避免两者之间滑动影响其静电放电防护的能力。在此实施例中，利用一粘固组件，例如背胶等，将非导体层202与电路板100以及非导体层202与导体层204两两固定住，然而其它一般现有的固定方法也可利用于本发明中，只要不造成电路板100以及导体层204短路即可。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求书为准。

Claims

1.一种电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该电路板具有一尖端部分，该电路板的静电放电防护装置至少包含：

一非导体层，该非导体层与一电路板的背面接触；且该非导体层具有第一开口；以及

一导体层，该导体层与该非导体层接触，且该导体层具有第二开口；

其中该尖端部分穿过该第一开口及第二开口，使该尖端部分上累积的电荷通过电荷跳跃的方式分散至该导体层。

2.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该电路板为一主机板。

3.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该非导体层的材质至少包含PET。

4.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该导体层的材质至少包含金属。

5.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该导体层的材质至少包含铜或铝。

6.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该导体层具有一预定面积，该预定面积用以调整静电放电防护的能力。

7.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该非导体层利用一粘固组件固定于该电路板上。

8.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该导体层利用一粘固组件固定于该非导体层上。

9.如权利要求7或8所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该粘固组件为一背胶。

10.如权利要求1所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该电路板的静电放电防护装置还包含一接地埠，该接地埠与一接地端连接，该导体层经由该接地埠将该导体层上的电荷分散至该接地端。

11.如权利要求10所述的电路板的静电放电防护装置，其特征在于，该接地端至少包含该电路板内含的一接地层、一电源的接地端或一电子设备的外壳。