TWI496516B - 電路板結構 - Google Patents

Description

電路板結構

本發明是有關於一種電路板結構，且特別是有關於一種防止靜電危害之電路板結構。

自然界中的物質，可經由某種過程而獲得或失去電子(例如：摩擦或感應起電)，這類的電荷即稱為靜電。當這些正電荷或是負電荷逐漸累積時，會與周圍環境產生電位差，電荷若是經由放電路徑而產生在不同電位之間移轉現象，即稱此為靜電放電現象，簡稱為ESD(Electrostatic Discharge)。

目前的電子產品已經全面強制實施電磁相容性(EMC)規範，而ESD則是讓大家最注意的其中一個測項，傳統的作法會在外觀件(Housing)上做防ESD處理，以達到各國ESD的法規標準。然而，傳統外觀件上做防ESD處理的作法，雖可符合ESD測試要求，卻會造成成本的提升和組裝的困難。

為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。 因此，如何能避免組裝上困難，使成本降低，也可通過各國的靜電法規標準，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域極需改進的目標。

本發明之一態樣是在提供一種電路板結構，以解決先前技術的問題。

本發明所提供的電路板結構包含印刷電路基板、接地區、護衛帶、隔離槽與被動元件。接地區位於印刷電路基板之一表面的部分區域，護衛帶環繞地位於此表面的週緣，隔離槽環繞地位在接地區與護衛帶之間。被動元件跨越隔離槽的兩側壁，且電性連接接地區與護衛帶，以避免靜電放電的能量直接進入接地區。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：1、本發明以改善ESD問題為出發點，著眼於電路板結構上的改良，無需額外在外觀件上做防ESD處理，從而避免組裝上困難，使成本降低；以及2、藉由隔離槽並搭配被動元件的設置，避免靜電放電的能量直接進入接地區中而造成干擾，因此易於通過各國的靜電法規標準。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並 對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧電路板結構

110‧‧‧印刷電路基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

120‧‧‧第一接地區

130‧‧‧第一護衛帶

140‧‧‧第一隔離槽

141‧‧‧側壁

142‧‧‧側壁

150‧‧‧被動元件

160‧‧‧主動元件

170‧‧‧第二接地區

180‧‧‧第二護衛帶

190‧‧‧第二隔離槽

210、310‧‧‧輸入輸出連接器

220、320‧‧‧信號走線

410‧‧‧基板

420‧‧‧金屬層

440‧‧‧絕緣層

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本發明一實施例之一種電路板結構的剖面示意圖；第2圖是依照本發明另一實施例之一種電路板結構中沿第一表面的俯視透視圖；第3圖是依照本發明又一實施例之一種電路板結構中沿第二表面的俯視透視圖；以及第4圖是依照本發明再一實施例之一種印刷電路基板的剖面示意圖。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

第1圖是依照本發明一實施例之一種電路板結構100的剖面示意圖。如第1圖所示，電路板結構100包含印刷電路基板110、第一接地區120、第一護衛帶130、第一隔離槽140與被動元件150。在結構上，印刷電路基板110具有彼此相對應之第一表面111與第二表面112。第一接地 區120位於第一表面111的部分區域，第一護衛帶130環繞地位於第一表面111的週緣。第一隔離槽140環繞地位在第一接地區120與第一護衛帶130之間。被動元件150跨越第一隔離槽140的兩側壁141、142，且電性連接第一接地區120與第一護衛帶130，用以避免靜電放電的能量直接進入第一接地區120中而造成干擾。實作上，被動元件150可為電阻器、電容器、電感器或其組合之導電元件。

另一方面，於第1圖中，主動元件160可為中央處理器(CPU)或對靜電較敏感的晶片。於一實施例中，主動元件160係設置於印刷電路基板110之第二表面112，而不是與被動元件150同樣設置在第一表面111，藉以讓靜電放電的能量進入和主動元件160不同層，能更進一步避免干擾。原則上，主動元件160與被動元件150之間的距離盡量愈遠愈好，防止兩者距離太近而可能造成的靜電干擾。

於一實施例中，電路板結構100亦可包含第二接地區170、第二護衛帶180與第二隔離槽190。第二接地區170位於第二表面112的部分區域，用以供主動元件160設置。第二護衛帶180環繞地位於第二表面112的週緣，第二隔離槽190環繞地位在第二接地區170與第二護衛帶180之間，以防止電氣干擾。或者，於其他實施例中，可省略第二護衛帶180與第二隔離槽190，熟習此項技藝者應視當時需要彈性選擇之。

第2圖是依照本發明另一實施例之一種電路板結構100中沿第一表面的俯視透視圖。如第2圖所示，輸入 輸出連接器210實體連接於第一護衛帶130，而不是與第一接地區120連接，舉例來說，輸入輸出連接器210可為電源連接器、通用序列匯流排(USB)連接器、通訊埠或其他適合的接口。由於輸入輸出連接器210需要與外部裝置連接，因此當一個帶電的物體靠近或接觸到輸入輸出連接器210時，彼此可能會有電位差，就會產生電子轉移的現象，此現象稱為靜電放電，當彼此電位差太大時，倘若輸入輸出連接器210與第一接地區120連接，則高電流會直接通過走線而導致主動元件(如：中央處理器)受損，故第一護衛帶130不能和第一接地區120相連，需要在第一護衛帶130和第一接地區120之間用第一隔離槽140隔離，再用被動元件150連接第一護衛帶130和第一接地區120，避免靜電放電的能量直接進入接地區中而造成主動元件160的誤動作。需注意的是，第2圖中主動元件160以虛線示之，代表主動元件160係位於第二表面，而其他以實線示之的元件則位於第一表面。

於第2圖中，信號走線(signal trace)220電性連接輸入輸出連接器210與主動元件160，藉此主動元件160可透過輸入輸出連接器210與外部裝置傳遞訊號。實作上，印刷電路基板110可為多層板，信號走線220可埋藏任何一層或數層中，熟習此項技藝者應視當時需要彈性設計之。

應瞭解到，被動元件150的數量可為一個或數個，熟習此項技藝者可依實際測試結果而決定被動元件150應擺放在哪一側的哪個位置。於一實施例中，被動元件150 與輸入輸出連接器210位於第一表面111之同一側，且被動元件150毗鄰輸入輸出連接器210，藉此更有效地防止靜電放電的能量由輸入輸出連接器210去干擾主動元件160。

第3圖是依照本發明又一實施例之一種電路板結構中沿第二表面的俯視透視圖。如第3圖所示，輸入輸出連接器310實體連接於第二護衛帶180，而不是與第二接地區170連接，故第二護衛帶180不能和第二接地區170相連，需要在第二護衛帶180和第二接地區170之間用第一隔離槽140隔離，以防止電氣干擾。

於第3圖中，信號走線320電性連接輸入輸出連接器310與主動元件160，藉此主動元件160可透過輸入輸出連接器310與外部裝置傳遞訊號。實作上，印刷電路基板110可為多層板，信號走線320可埋藏任何一層或數層中，熟習此項技藝者應視當時需要彈性設計之。

實作上，上述之輸入輸出連接器的數量可為一個或數個，其可全數設置在印刷電路板的第一表面，或是全數設置在印刷電路板的第二表面；或者，可將部分的輸入輸出連接器設置在第一表面而其餘的設置在第二表面。

第4圖是依照本發明再一實施例之一種印刷電路基板100的剖面示意圖。如第4圖所示，印刷電路基板110包含多層基板410，基板410與金屬層420的排列為輪流排列。

第一接地區120的外表面與第二接地區170的外表面均具有絕緣層440(例如：綠色的絕緣漆)來覆蓋金屬層 420。另一方面，第一護衛帶130係印刷電路基板110於第一表面111的週緣的絕緣層移除後所外露的金屬層420；同理，第二護衛帶180係印刷電路基板110於第二表面112的週緣的絕緣層移除後所外露的金屬層420。

第一隔離槽140中係已移除金屬層，使第一接地區120與第一護衛帶130電性隔離；同理，第二隔離槽190中係已移除金屬層，使第二接地區170與第二護衛帶180電性隔離。再者，於一實施例中，第一隔離槽140正投影到第二隔離槽190的空間區域中亦可不具有金屬層410，藉以作更有效的電性隔離。

綜上所述，本發明以改善ESD問題為出發點，著眼於電路板結構上的改良，無需額外在外觀件上做防ESD處理，從而避免組裝上困難，使成本降低。具體而言，藉由隔離槽並搭配被動元件的設置方式，避免靜電放電的能量直接進入接地區中而造成造成主動元件的誤動作。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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‧‧‧電路板結構

110‧‧‧印刷電路基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

120‧‧‧第一接地區

130‧‧‧第一護衛帶

140‧‧‧第一隔離槽

141‧‧‧側壁

142‧‧‧側壁

150‧‧‧被動元件

160‧‧‧主動元件

170‧‧‧第二接地區

180‧‧‧第二護衛帶

190‧‧‧第二隔離槽

Claims (16)

1. 一種電路板結構，包含：一印刷電路基板，具有一第一表面；一第一接地區，位於該第一表面；一第一護衛帶，環繞地位於該第一表面的週緣；一第一隔離槽，環繞地位在該第一接地區與該第一護衛帶之間；以及至少一被動元件，跨越該第一隔離槽的兩側壁，且電性連接該第一接地區與該第一護衛帶。
2. 如請求項1所述之電路板結構，其中該印刷電路基板具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對應，該電路板結構更包含：至少一主動元件，設置於該印刷電路基板之該第二表面。
3. 如請求項2所述之電路板結構，其中該主動元件為一中央處理器或一晶片。
4. 如請求項1所述之電路板結構，更包含：一輸入輸出連接器，實體連接於該第一護衛帶。
5. 如請求項4所述之電路板結構，更包含：一信號走線，電性連接該輸入輸出連接器與該主動元件。
6. 如請求項4所述之電路板結構，其中該被動元件與該輸入輸出連接器位於該第一表面之同一側，且該被動元件毗鄰該輸入輸出連接器。
7. 如請求項1所述之電路板結構，其中該被動元件為一電阻器、一電容器或一電感器。
8. 如請求項1所述之電路板結構，其中該第一護衛帶係該印刷電路基板於該第一表面的週緣所外露的金屬層。
9. 如請求項1所述之電路板結構，其中該第一隔離槽中係已移除金屬層，使該第一接地區與該第一護衛帶電性隔離。
10. 如請求項1所述之電路板結構，其中該印刷電路基板具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對應，該電路板結構更包含：一第二接地區，位於該第二表面，用以供一主動元件設置；一第二護衛帶，環繞地位於該第二表面的週緣；以及一第二隔離槽，環繞地位在該第二接地區與該第二護衛帶之間。
11. 如請求項10所述之電路板結構，其中該主動元件為一中央處理器或一晶片。
12. 如請求項10所述之電路板結構，更包含：一輸入輸出連接器，實體連接於該第二護衛帶。
13. 如請求項11所述之電路板結構，更包含：一信號走線，電性連接該輸入輸出連接器與該主動元件。
14. 如請求項10所述之電路板結構，其中該第二護衛帶係該印刷電路基板於該第二表面的週緣所外露的金屬層。
15. 如請求項10所述之電路板結構，其中該第二隔離槽中係已移除金屬層，使該第二接地區與該第二護衛帶電性隔離。
16. 如請求項10所述之電路板結構，其中該第一隔離槽正投影到該第二隔離槽的空間區域中不具有金屬層。