TWI479953B - 預防靜電放電干擾的主機板 - Google Patents

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Description

預防靜電放電干擾的主機板
本發明係有關於一種主機板，特別是有關於一種預防靜電放電(Electrostatic Discharge；ESD)干擾的主機板。
對於電子產品而言，靜電放電所造成之元件損害已經成為最主要的可靠度問題之一。尤其是隨著尺寸不斷地縮小至深次微米，金氧半導體的閘極氧化層也越來越薄。因此，電子產品裡的積體電路更容易因靜電放電現象而遭受破壞。
本發明提供一種預防靜電放電干擾的主機板，包括一第一電極、一第二電極、一絕緣區以及一儲能單元。第一電極接收一接地位準。第二電極具有至少一焊墊，用以固定一輸入輸出埠。絕緣區設置在第一及第二電極之間。儲能單元耦接於第一及第二電極之間，並橫跨絕緣區。
為讓本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、500、600‧‧‧主機板
101、102、502、503、602、603‧‧‧電極
103、504、604‧‧‧絕緣區
120‧‧‧儲能單元
GND‧‧‧接地位準
110‧‧‧輸入輸出埠
111~114‧‧‧固定墊
104~107、511~514、611~614‧‧‧焊墊
120‧‧‧儲能單元
C1、C2、521~524‧‧‧電容
L1、L2‧‧‧電感
A~D‧‧‧絕緣段
621~624‧‧‧儲能元件
第1圖為本發明之一主機板之示意圖。
第2A-2B、3-4圖為本發明之儲能單元之可能實施例。
第5圖為多個電容的連接示意圖。
第6圖為本發明之主機板之另一可能實施例。
第1圖為本發明之一主機板之示意圖。主機板100可預防靜電放電干擾，並包括電極101、102、一絕緣區103以及一儲能單元120。雖然第1圖僅顯示了部分元件及結構，這是為了清楚表示本發明之預防ESD干擾的元件及結構，並非用以限制本發明。在其它實施例中，主機板100具有其它電子元件，如微處理器、控制器及記憶體。
電極101接收一接地位準GND。電極102具有至少一焊墊，用以固定一輸入輸出埠110。本發明並不限定電極102裡的焊墊數量。在一可能實施例中，焊墊的數量與輸入輸出埠110的固定墊的數量有關。如圖所示，輸入輸出埠110具有固定墊111~114，因此，電極102具有焊墊104~107。
在本實施例中，固定墊111~114並不具資料傳輸的功能。輸出輸出埠110係透過其它接腳(未顯示)，完成主機板100上的其它元件(未顯示)與一週邊裝置(未顯示)之間的溝通。
另外，本發明並不限定輸入輸出埠110如何固定在主機板100之上。在一可能實施例中，輸出輸出埠110係為一表面黏著型元件(Surface-Mount Device；SMD)。當固定墊111~114與焊墊104~107焊接在一起時，便可將入輸出埠110固定在主機板100之上。在其它實施例中，輸出輸出埠110係 以一插件(DIP)方式，固定在主機板100之上。
絕緣區103設置在電極101與102之間，用以完全或部份地分隔電極101與102。在本實施例中，絕緣區103係完全地分隔電極101與102。因此，電極101並未直接地電性連接電極102。本發明並不限定絕緣區103的形狀及大小。只要能夠隔離電極101與102的形狀及大小，均可應用在主機板100。
本發明並不限定電極102的位準。在一可能實施例中，電極102亦接收接地位準GND。在另一可能實施例中，電極102的位準為一浮動(floating)位準或是一固定位準。
儲能單元120耦接於電極101與102之間。在一可能實施例中，儲能單元120橫跨絕緣區103。本發明並不限定儲能單元120的位置。在一可能實施例中，儲能單元120的一端電性連接電極101，而另一端電性連接電極102，並接近焊墊104~107之一者。
本發明並不限定儲能單元120的實施方式。只要具有儲能功能的元件均可作為儲能單元120。在本實施例中，儲能單元120係為一被動元件。第2A圖為本發明之儲能單元之一可能實施例。如圖所示，儲能單元120包括一電容C1。在本實施例中，電容C1係為一無極性電容。在其它實施例中，電容C1的容值大於1微法拉(micro farad；uF)。
當測試人員對主機板100上的輸入輸出埠110進行ESD測試時，測試人員可能利用一電子槍，施加一ESD應力於輸入輸出埠110的外露金屬。由於輸入輸出埠110的外露 金屬電性連接固定墊111~114，因此，ESD電流進入電極102。由於電容C1具有儲能及緩衝的功能，因此，電容C1吸收來自電極102的ESD電流。藉由電容C1儲存ESD電流，便可避免ESD電流進入電極101，進而傷害耦接到電極101的元件。如第2A圖所示，電極101的位準並不會有太大的變化。
請參考第2B圖，在一段時間後，由於電極101及102的位準小於電容C1兩端的位準，因此，電容C1將朝電極101及102逐漸放電。在單位時間後，電容C1所儲存的ESD電流將隨著放電而消散了。
第3及4圖係為本發明之儲能單元之其它實施例。在第3圖中，儲能單元120包括一電感L1。在第4圖中，儲能單元120包括一電容C2以及一電感L2。如圖所示，電容C2並聯電感L2。
本發明並不限定儲能單元120裡的元件(電感或電容)的數量。以電容為例，在一可能實施例中，儲能單元120的電容數量與輸入輸出埠110的固定墊的數量相同。第5圖為多個電容的連接示意圖。如圖所示，主機板500具有電極502、503及絕緣區504。
絕緣區504設置在電極502與503之間，用以隔離電極502及503。電極503具有焊墊511~514，用以連接輸入輸出埠(未顯示)的固定墊。在本實施例中，儲能單元具有電容521~524。電容521~524耦接在電極502與503之間，並橫跨絕緣區504。在一可能實施例中，電容521~524各自接近一相對應的焊墊。以電容521為例，電容521與焊墊511之間的 距離小於電容522~524與焊墊511之間的距離。另外，本發明並不限定電容521~524的容值。在一可能實施例中，電容521~524之一者的容值小於、等於或大於電容521~524之另一者的容值。
第6圖為本發明之主機板之另一可能實施例。如圖所示，主機板600包括電極602、603及絕緣區604。電極603具有焊墊611~614。絕緣區604設置在電極602與603之間。在本實施例中，絕緣區604並未完全地分隔電極602與603。
絕緣區604具有絕緣段A~D。每一絕緣段設置在電極602與一相對應焊墊之間。舉例而言，絕緣段A設置在電極602與焊墊611之間，而絕緣段D設置在電極602與焊墊614之間。本發明並不限定絕緣段的數量。在一可能實施例中，絕緣段的數量與輸出輸出埠的固定墊數量相同。
在本實施例中，儲能單元具有儲能元件621~624。本發明並不限定儲能元件的數量。在一可能實施例中，儲能元件的數量與絕緣段的數量相同。如圖所示，儲能元件621~624耦接在電極602與603之間，並且每一儲能元件跨越一相對應的絕緣段。舉例而言，儲能元件623跨越絕緣段C。
本發明並不限定絕緣段的形狀及大小。只要設置在焊墊611~614的周圍，並適當地分隔電極602及603的絕緣段，均可應用於主機板600之中。在一可能實施例中，絕緣段A~D之一者完全地分隔一相對應的焊墊與電極602。舉例而言，絕緣段A包圍焊墊611，用以完全地分隔焊墊611與電極602。
在另一可能實施例中，絕緣區604的絕緣段的形狀及大小不一定相同。舉例而言，絕緣段A~D中之一者的形狀或大小不同於其它絕緣段的形狀或大小。在本實施例中，絕緣段A~D並未彼此連接。在其它實施例中，絕緣段A~D中之一者可能連接絕緣段A~D中之另一者。
除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧主機板
101、102‧‧‧電極
103‧‧‧絕緣區
GND‧‧‧接地位準
110‧‧‧輸入輸出埠
111~114‧‧‧固定墊
104~107‧‧‧焊墊
120‧‧‧儲能單元

Claims (15)

  1. 一種預防靜電放電干擾的主機板，包括：一第一電極，接收一接地位準；一第二電極，具有至少一焊墊，用以固定一輸入輸出埠；一絕緣區，設置在該第一及第二電極之間；以及一儲能單元，耦接於該第一及第二電極之間，並橫跨該絕緣區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該絕緣區完全分隔該第一及第二電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該第二電極接收該接地位準。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該第二電極的位準為一浮動位準。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該絕緣區部分分隔該第一及第二電極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該絕緣區具有複數絕緣段，該輸入輸出埠具有複數固定墊，該等絕緣段的數量與該等固定墊的數量相同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該儲能單元具有複數儲能元件，該等儲能元件的數量與該等絕緣段的數量相同。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中每一絕緣段係設置在一相對應的固定墊與該第二電極之間。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該等絕緣段並未彼此連接。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該儲能單元係為一被動元件。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該儲能單元包括一電容。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該電容係為一無極性電容。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該電容的容值大於1微法拉(micro farad；uF)。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該儲能單元包括一電感。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之預防靜電放電干擾的主機板，其中該儲能單元包括一電容以及一電感，該電容並聯該電感。
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