CN1338196A - 电路板和包括绝缘构件和电路板的结构 - Google Patents

电路板和包括绝缘构件和电路板的结构 Download PDF

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Abstract

电路板(6)具有一个上面至少有一个导电岛(7)的表面,这个表面安排成邻近一个第一绝缘构件(3)。第一绝缘构件(3)上开有若干个与导电岛(7)中至少一些导电岛相应的孔(8),通过这些孔(8)可以够及导电岛(7)。每个孔(8)在朝向所述表面的一端具有一个比相应导电岛(7)的区域大的区域。用来消除静电放电(ESD)的导电区域(10;14,15,16,17)设置在所述表面上,邻近导电岛(7)和在孔(8)的区域内,而在每个孔(8)内都配置有一个第二绝缘构件(9;19)。因此,这个电路板可以承受静电放电而不会使板上的电路受到损害。

Description

电路板和包括绝缘构件和电路板的结构
本发明涉及一种包括一个第一绝缘构件和一个电路板的结构，电路板具有一个上面设置有至少一个导电岛的表面，所述表面安排成邻近第一绝缘构件，而所述第一绝缘构件上开有若干个与导电岛中至少一些相应的孔，通过这些孔可以够及相应导电岛，这些孔各在朝向所述表面的一端具有一个比相应导电岛的区域大的区域。
此外，本发明还涉及一种相应的电路板。
这样的电路板和结构有多种用途。一个例子是一些用于锂离子电池组件的保安电路。锂离子电池对有些情况是很敏感的，其中包括过度充电。因此，所有包括一个或多个锂电池的电池组件都需要一个保安电路来保护锂电池，使对它的充电电压或充电电流不致超过临界电平。
在最坏情况下，电池如果充电过度可能会爆裂，因此对于电池组用户的安全来说保安电路是至关重要的。所以，通常要求电池厂家在生产线上完成整个组装后对保安电路进行测试。这通常要将探头通过开在电池组件的塑料外壳上的孔接到测试点上。然而，这些孔暴露了保安电路的敏感部分，可能在测试完成后由于静电放电(ESD)而使保安电路损坏。通常，这些孔在电池组件在生产线上经过测试后封口，但是这常常是就用一个标签，而这标签在接触到一个诸如铅笔或钢笔之类的尖锐物体时可能容易损坏。即使是用较好的方法封口，总是还会留有一些缝隙，因此还有着由于ESD而损坏的危险。
如果保护锂电池的保安电路在测试后由于ESD的火花而毁坏，导致电池组件没有起作用的保安电路，从而如上所述，在最坏的情况下可能引起锂电池由于例如充电过度而爆裂。
虽然这个问题就锂离子电池组件的情况进行说明，但同样的问题对于许多其他应用也是存在的，电子电路可能由于受到通过开在周围外壳上的孔的ESD而毁坏。
因此，本发明的一个目的是提供一种上述类型的结构，可以承受静电放电而不会使板上的电路损坏。
按照本发明，这个目的是用一个设置在所述表面上、邻近导电岛和在孔的区域内的消除静电放电(ESD)的导电区域和一些设置在所述孔内的用第二绝缘构件实现的。
在有一个绝缘构件设置在孔内时，ESD火花将出现在这个绝缘构件与周围的绝缘构件之间，打到下面的电路板上。由于在孔的区域内设置了一个或多或少包围导电岛的导电区域，火花将打到这个区域而不是打到形成电路敏感部分的导电岛上，因此保护了电路。
如在权利要求2中所述，这种结构可以包括一些为电池设置的保安电路，而第一绝缘构件可以是电池外壳的一部分。如上所述，这是这样的电路板的典型应用之一。
此外，如在权利要求3中所述，这些导电岛可以是一些在测试电路板期间要用的测试点。
如在权利要求4中所述，第二绝缘构件可以是用弹性材料制成的。这意味着这个构件是能伸缩的，足以填满整个孔，因此可以使两个构件之间的可能出现静电放电的缝隙减到最小。此外，这些构件可以不用任何粘合剂固定在孔内，这也就是说它们可以很容易重新卸下，因此允许以后对电路进行进一步测试或重复测试。
按照本发明的一个如在权利要求5中所述的实施例，消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛岛有一个圆环的形状。这样，每个导电岛都完全由导电区域围绕，因此得到良好的保护。
按照本发明的另一个如在权利要求6中所述的实施例，消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛有若干个分离的区域的形状。这是一种更为灵活的解决方案，但仍能保持足够的保护作用。
此外，应注意的是，消除静电放电的导电区域也可以具有其他形状。
按照本发明的一个如在权利要求7中所述的优选实施例，消除静电放电的导电区域接至一个接地层。接地层通常非常适合于消除静电放电，但是根据供电电压，导电区域也可以接至一个正或负的供电栅栏。
如在权利要求8中所述，消除静电放电的导电区域可以具有比所述导电岛厚的厚度。这意味着导电区域的顶更接近绝缘构件，因此增加了ESD火花将打到这个区域而不是岛上的概率，也意味着这个区域在有电击的情况下能消除较大的电流。
如在权利要求9中所述，ESD火花将打到消除静电放电的导电区域而不是导电岛上的概率在这个区域加有竖起或导向构件时可以进一步提高。这是由于静电放电被吸引到这样的竖起构件上。
如所提到的那样，本发明还涉及一种具有一个上面设置有至少一个导电岛的表面的电路板，所述表面安排成邻近一个第一绝缘构件，第一绝缘构件上开有若干个与这些导电岛中至少一些导电岛相应的孔，通过这些孔可以够及相应导电岛，这些孔各在朝向所述表面的一端具有一个比相应导电岛的区域大的区域，其中有一个消除静电放电(ESD)的导电区域设置在所述表面上，邻近导电岛和在孔的区域内。
由于在孔的区域内设置了一个或多或少包围导电岛的导电区域，火花将打到这个区域而不是打到形成电路敏感部分的导电岛上，因此保护了电路。
如在权利要求11中所述，这种电路板可以包括一些为一个电池设置的保安电路，而第一绝缘构件可以是一个电池外壳的一部分。如上所述，这是这样的电路板的典型应用之一。
此外，如在权利要求12中所述，这些导电岛可以是一些在测试电路板期间要用的测试点。
按照本发明的一个如在权利要求13中所述的实施例，消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛有一个圆环的形状。这样，每个导电岛都完全由导电区域围绕，因此得到良好的保护。
按照本发明的另一个如在权利要求14中所述的实施例，消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛有若干个分离的区域的形状。这是一种更为灵活的解决方案，但仍能保持可接受的保护作用。
此外，应注意的是，消除静电放电的导电区域也可以具有其他形状。
按照本发明的一个如在权利要求15中所述的优选实施例，消除静电放电的导电区域接至一个接地层。接地层通常非常适合于消除静电放电，但是根据供电电压，导电区域也可以接至一个正或负的供电栅栏。
如在权利要求16中所述，消除静电放电的导电区域可以具有比所述导电岛厚的厚度。这意味着这个区域的顶更接近绝缘构件，因此增加了ESD火花将打到这个区域而不是岛上的概率，也意味着这个区域在有电击的情况下能消除较大的电流。
如在权利要求17中所述，ESD火花将打到消除静电放电的导电区域而不是导电岛上的概率在导电区域加有竖起或导向构件时可以进一步提高。这是由于静电放电被吸引到这样的竖起构件上。
下面将结合附图详细地对本发明进行说明。在这些附图中：
图1示出了可以采用本发明的电池组件，
图2以剖视图的形式示出了本发明的第一实施例，
图3示出了从上面看到的图2所示实施例的印刷电路板，
图4示出了另一个具有分离的导电区域的实施例，
图5示出了图2所示实施例的改进措施，以及
图6示出了本发明使用的插塞的另一个实施例。
图1示出了一个电池组件1，其中，一个锂离子电池2装在一个塑料外壳3内。电池的电极通过导线4，5连接到一个印刷电路板6上。印刷电路板6含有一个用来保护电池2不至受到呈例如高充电电压或高充电电流形式的过度充电的保安电路。通常要求这个保安电路在电池组件整个安装好后接受测试。因此，在印刷电路板6上设置了一些呈导电岛形式的测试点。为了清晰起见，只示出了一个导电岛7，但是通常会有若干个测试点。在进行测试时，每个测试点7都可以用一个探头通过一个开在塑料外壳3上的孔8触及。
由于有孔8，测试点7因此也就是印刷电路板6上的保安电路就容易受到可能会毁坏电路的静电放电(ESD)的影响。如果出现这样的情况，电池2就不再受到保护，一旦过度充电，可能导致电池爆裂。
图2和3示出了怎样可以解决这个问题的情况。由图可见，印刷电路板6上的测试点7处在塑料外壳3上的孔8的下方。一个用诸如橡皮之类的绝缘材料制成的插塞9塞在孔8内。虽然插塞9完全充满孔8，但在插塞9与孔8的边缘之间总会留下一些小的缝隙11。呈圆环形式的导电区域10位于插塞9与塑料外壳3之间的边界线下面的印刷电路板6上。如果如果有通过缝隙11的静电放电，它将打到导电区域10上而不是测试点7上。如图3所示，导电区域10通过导线12连接到接地层13上，从而使打到区域10的ESD通过导线12接地，不会干扰测试点7。
虽然孔8，因而还有插塞9，通常具有圆形截面，但应注意的是，其他形状也是可以的。同样，环10也可以具有图3中所示的环状之外的其他形状。通常，它将与孔8的形状适应。
应注意的是，也可以根据电池2的极性和电压用正或负供电栅栏代替接地层13。
如图2所示，插塞9伸出塑料外壳3的表面，这具有附加的正面效果。在电池组件放入一个诸如移动电话机之类的设备时，伸出塑料表面的插塞将靠在这个设备上，支持电池组件，从而使它对例如振动较不敏感。使用有弹性的插塞9(例如橡皮插塞)的另一个优点是，如果需要，以后可以卸下，再测试电路。
虽然图3所示的实施例是一个优选实施例，但其他设计也是可行的。图4示出了一个例子，其中用若干个分离的区域14、15、16和17替代了圆环10。虽然没有示出，但这些区域各都必须接至例如接地层。这些连接不必位于电路板的同一个表面上。它们可以处于一些中间层或者在相反的表面上。
在图2中可以看到，在这个实施例中，导电区域10用一个比测试点7的层厚的金属层构成。这提高了ESD打到区域10而不是测试点7的概率。这个概率还可以象图5所示的那样进一步提高。其中，在导电区域10设置了一个竖起的构件18，而插塞9的边缘也作了相应的修改。竖起的构件18可以具有不同的形状，例如是在导电区域10上的一些分离的尖峰或者一个环状的隆起。
图6示出了另一个实施例。其中，塑料外壳上的孔开成另一个形状，而插塞19作了相应的修改。这个实施例的优点是插塞能更好地固定在孔内，而且缝隙11可以甚至更小，从而改善了保护作用。此外，在有ESD打到导电区域10上时将使它朝向一个离开孤立区或测试点7的方向。
虽然以上示出和说明了本发明的一个优选实施例，但本发明并不局限于这个优选实施例，而是也可以用在下面权利要求书限定的范围内的其他一些方式实现。

Claims (17)

1.一种包括一个第一绝缘构件(3)和一个具有一个安排在邻近所述第一绝缘构件(3)的、上面设有至少一个导电岛(7)的表面的电路板(6)的结构，
所述第一绝缘构件(3)具有若干个与这些导电岛(7)中至少一些导电岛相应的孔(8)，通过这些孔(8)可以够及所述导电岛(7)，
所述孔(8)各在朝向所述表面的一端具有一个比相应导电岛(7)的区域大的区域，
所述结构的特征是它还包括：
一个设置在所述表面上、邻近所述导电岛(7)和在所述孔(8)的区域内的导电区域(10；14，15，16，17)，用来消除静电放电(ESD)，以及
一些第二绝缘构件(9；19)，分别配置在所述孔(8)内。
2.一种按照权利要求1所述的结构，其特征是所述结构还包括一些为电池(2)设置的保安电路，而所述第一绝缘构件(3)是一个电池外壳的一部分。
3.一种按照权利要求1或2所述的结构，其特征是所述导电岛(7)是一些测试点。
4.一种按照权利要求1-3所述的结构，其特征是所述第二绝缘构件是弹性构件。
5.一种按照权利要求1-4所述的结构，其特征是所述用来消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛(7)有一个圆环(10)的形状。
6.一种按照权利要求1-4所述的结构，其特征是所述消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛(7)有若干个分离的区域(14，15，16，17)的形状。
7.一种按照权利要求1-6所述的结构，其特征是所述消除静电放电的导电区域(10；14，15，16，17)接至一个接地层(13)。
8.一种按照权利要求1-7所述的结构，其特征是所述消除静电放电的导电区域(10；14，15，16，17)具有比所述导电岛(7)厚的厚度。
9.一种按照权利要求1-8所述的结构，其特征是所述消除静电放电的导电区域(10；14，15，18，17)加有竖起构件(18)。
10.  一种具有一个上面设置有至少一个导电岛(7)的表面的电路板(6)，
所述表面安排成邻近一个第一绝缘构件(3)，在所述第一绝缘构件(3)上开有若干个与所述导电岛(7)中至少一些导电岛相应的孔(8)，通过这些孔(8)可以够及相应导电岛(7)，
所述孔(8)各在朝向所述表面的一端具有一个比相应导电岛(7)的区域大的区域，
所述电路扳的特征是它还包括：
一个位于所述表面上、邻近所述导电岛(7)；以及
在所述孔(8)的区域内的导电区域(10；14，15，16，17)，用来消除静电放电(ESD)。
11.一种按照权利要求10所述的电路板，其特征是所述电路板还包括一些为一个电池(2)设置的保安电路。
12.一种按照权利要求10或11所述的电路板，其特征是所述导电岛(7)是一些测试点。
13.一种按照权利要求10-12所述的电路板，其特征是所述消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛(7)有一个圆环(10)的形状。
14.一种按照权利要求10-12所述的电路板，其特征是所述消除静电放电的导电区域具有设置成环绕每个导电岛(7)有若干个分离的区域(14，15，16，17)的形状。
15.一种按照权利要求10-14所述的电路板，其特征是所述消除静电放电的导电区域(10；14，15，16，17)接至一个接地层(13)。
16.一种按照权利要求10-15所述的电路板，其特征是所述消除静电放电的区域(10；14，15，16，17)具有比所述导电岛(7)厚的厚度。
17.一种按照权利要求10-16所述的电路板，其特征是所述消除静电放电的导电区域(10；14，15，18，17)加有竖起构件(18)。
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