TWI501709B - 電路板 - Google Patents

Description

電路板

本發明是有關於一種電路板。

由於目前的電子產品之工作電壓愈來愈低，操作速度愈來愈快，所以電子產品均會在出廠前進行電磁相容性(EMC，Electromagnetic Compatibility)測試，以確認電子產品之可靠度、穩定性及安全性；另外，目前的電子產品對靜電的敏感度也提高，沒有對靜電進行防範之電子產品，很容易因為外來的靜電(如：使用者直接或間接接觸產生、外部環境干擾)造成操作異常，甚至造成內部電路板上之電子零件或中央處理器毀損，所以電子產品在設計的過程當中也需考量到靜電放電(ESD，Electrostatic Discharge)的問題。

一般的靜電測試上，由於系統愈來愈複雜，相形之下靜電能量的流向也愈來愈難掌握，倘若系統因為靜電能量造成誤動作，需花費許多時間去尋找解決方式。

因此，如何能確保靜電能量流向，並將靜電能量對於電路板上之電路的干擾降到最低，甚至可於電路板接收 到靜電能量時對電路進行重置以避免產生誤動作，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，以解決先前技術的問題。

於一實施例中，本發明所提供的電路板包含電源接頭、佈局區域、隔離帶、護衛帶及被動元件。電源接頭具有電源接地端；佈局區域具有佈局接地端；隔離帶環繞佈局區域；護衛帶環繞該隔離帶，且電性連接電源接地端，其中隔離帶係位於佈局區域與護衛帶之間，用以隔離佈局區域及護衛帶；被動元件跨越該隔離帶以電性連接佈局接地端與護衛帶。

於一實施例中，電源接頭係用以連接至連接器，而連接器具有連接器接地端，使護衛帶上一部份的靜電能量流向連接器接地端。

於一實施例中，被動元件的阻抗用以消耗另一部份的靜電能量。

於一實施例中，隔離帶係於佈局區域與護衛帶之間蝕刻出具隔離寬度之隔離溝槽，而隔離寬度係取決於靜電能量之靜電電壓值。

於一實施例中，隔離帶係由電路板最上層之隔離溝槽正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層。

於一實施例中，被動元件為電容器、電感器或電阻器。

於一實施例中，電源接頭係設置於護衛帶上，而該被動元件需靠近該電源接頭附近，該被動元件的一端會電性連接到護衛帶，該被動元件的另一端會電性連接到佈局接地端。

於一實施例中，本發明所提供的電路板包含佈局區域、至少一個系統處理器、重置電路、隔離帶、護衛帶及導電元件。佈局區域具有佈局接地端；系統處理器設置於佈局區域上；重置電路具有重置電路接地端，設置於佈局區域，電性連接系統處理器；隔離帶環繞佈局區域；護衛帶環繞隔離帶，並延伸至重置電路，且電性連接重置電路接地端，其中隔離帶係位於佈局區域與護衛帶之間，用以隔離佈局區域及護衛帶；導電元件跨越該隔離帶以電性連接佈局接地端與重置電路接地端；其中當靜電能量於護衛帶中流向重置電路接地端時，致重置電路接地端之電壓升高，進而啟動重置電路以重置系統處理器。

於一實施例中，護衛帶包含環繞部和延伸部。環繞部包圍隔離帶；延伸部連接環繞部與重置電路，用以將環繞部上的靜電能量導引至重置電路。

於一實施例中，隔離帶係於佈局區域與護衛帶之間蝕刻出具隔離寬度之隔離溝槽，而隔離寬度係取決於靜電能量之靜電電壓值。

於一實施例中，隔離帶係由電路板最上層之隔離溝 槽正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層。

於一實施例中，導電元件為電容器、電感器或電阻器。

於一實施例中，電路板更包含重置信號走線，設置於佈局區域，實體連接重置電路及系統處理器，用以將重置電路啟動時所發出的重置信號傳送給系統處理器。

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，其優點係能確保靜電能量流向，並將靜電能量對於電路板上之電路的干擾降到最低，甚至可於電路板接收到靜電能量時對電路進行重置以避免產生誤動作。

110‧‧‧電源接頭

111‧‧‧電源接地端

120、220‧‧‧佈局區域

121、221‧‧‧佈局接地端

122、123‧‧‧電子元件

130、230‧‧‧隔離帶

131、231‧‧‧隔離溝槽

132、232‧‧‧隔離寬度

140、240‧‧‧護衛帶

150、151、152、153、250、251、252‧‧‧靜電能量

160‧‧‧被動元件

170‧‧‧連接器

171‧‧‧連接器接地端

2、4‧‧‧線段

225‧‧‧系統處理器

241‧‧‧環繞部

242‧‧‧延伸部

260‧‧‧導電元件

280‧‧‧重置電路

281‧‧‧重置電路接地端

282‧‧‧重置信號走線

310‧‧‧基板

320‧‧‧金屬層

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的平面示意圖；第2圖是沿著第1圖中線段2-2所截取之本發明一實施例之一種電路板的剖面圖；第3圖是依照本發明另一實施例之一種電路板的平面示意圖；以及第4圖是沿著第3圖中線段4-4所截取之本發明另一實施例之一種電路板的剖面圖。

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的示意圖。如第1圖所示，電路板包含電源接頭110、佈局區域120、隔離帶130、護衛帶140及被動元件160。以電源接頭110連接外部電源使電流進到電路板，電路板上的電路便得以運作，最後電流會再經由電源接頭110的電源接地端111流出，並經由外部電源的接地端流至大地。佈局區域120具有佈局接地端121，電路板上的電路會以佈局接地端121作為基準電位，其電位不必然與電源接地端111或大地相同。多個電子元件122~123設置於佈局區域120上，組合連接為電路。隔離帶130環繞佈局區域120，將隔離帶130之金屬層進行蝕刻處理以使隔離帶130無法導電，如此可在佈局區域120之外圈形成一不導電之環帶。護衛帶140環繞該隔離帶130，且電性連接電源接地端111，位在護衛帶140上之電能可流至電源接地端111。於一實施例中，當使用者直接或間接接觸電路板時，導致靜電能量150釋放至電路板中，週遭環境產生靜電能量150也會影響電路板，靜電能量150會落在護衛帶140上，形成於護衛帶140上流動之靜電能量151，一部份的靜電能量152會流向電源接地端171，以避免靜電能量150影響電路 的運作。

於一實施例中，被動元件160跨越該隔離帶130以電性連接佈局接地端121與護衛帶140。由於護衛帶140電性連接至電源接地端111，透過被動元件160作為佈局接地端121與電源接地端111間的橋樑，可將電路板本身在運作時所產生的輻射藉由佈局接地端121宣洩至電源接地端111，藉以降低電路板本身的電磁干擾(EMI，Electromagnetic Interference)。

於一實施例中，由於被動元件160跨越該隔離帶130以電性連接佈局接地端121與護衛帶140，護衛帶140上另一小部份的靜電能量153可能會經由被動元件160流入佈局接地端121，被動元件160的阻抗用以消耗另一小部份的靜電能量153，避免另一小部份的靜電能量153造成電路產生誤動作(如：錯誤動作、停止運作)，或甚至造成電路損毀。

由於被動元件160的阻抗需消耗另一小部份的靜電能量153以避免電路誤動作，所以被動元件160不可為零阻抗；於一實施例中，如第1圖所示之被動元件160為電容器(如：MΩ等級)、電感器(如：μF等級)或電阻器(如：nH等級的磁珠或具電感特性之元件)。

被動元件160放置在電源接頭110附近(被動元件160越接近電源接頭110越好)，以確保護衛帶140上之靜電能量151一定會流向電源接頭110附近，一部份的靜電能量152流入電源接頭110之電源接地端111，而另一小部 份的靜電能量153可能會經由被動元件160流入佈局接地端121，其中，由於護衛帶140與電源接頭110之電源接地端111相接，當護衛帶140上之靜電能量151流到電源接頭110附近時，流入電源接頭110之電源接地端111之一部份的靜電能量152的量，會大於經由被動元件160流入佈局接地端121之另一部份的靜電能量153；於一實施例中，電源接頭110係設置於護衛帶140上，而被動元件160需靠近電源接頭110附近，確保靜電能量152一定會流向電源接頭110之電源接地端111；被動元件160的一端會電性連接到護衛帶140，被動元件160的另一端會電性連接到佈局接地端121。

於一實施例中，電源接頭110連接至連接器170，連接器170應用於各種電器用品或電路板上，用以將電路與外部電源連接或斷開，透過連接器170可使外部電源對電器用品或電路供應電流；連接器170具有連接器接地端171，使護衛帶140上一部份的靜電能量152透過電源接頭110之電源接地端111，流向連接器接地端171。

第2圖是沿著第1圖中線段2-2所截取之本發明一實施例之一種電路板的剖面圖；如第2圖所示，隔離帶130係於佈局區域120與護衛帶140之間蝕刻出具隔離寬度132之隔離溝槽131，用以隔離佈局區域120及護衛帶140，由於隔離帶130可避免靜電能量150(繪示於第1圖)影響佈局區域120上電路之運作，故隔離溝槽131的隔離寬度132係取決於靜電能量150之靜電電壓值；無論電路板為單層 板或多層板，於電路板的每一層基板310上有金屬層320，隔離帶130係由電路板最上層之隔離溝槽131正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層320，以使隔離帶130在電路板各層由上往下的對應的位置皆無金屬層320，換句話說類似立體地分隔佈局區域120及護衛帶140。靜電能量150可能來自使用者所帶之靜電，或是對電路板進行靜電放電測試時靜電放電模擬器製造之靜電，靜電能量150的靜電電壓值均可預先估算或確認，以靜電能量150的靜電電壓值決定隔離帶130之隔離溝槽131的隔離寬度132，便可藉由具隔離寬度132的隔離溝槽131避免靜電能量150影響佈局區域120上電路之運作；例如：在電子產品於出廠前會進行電磁相容性測試，進行靜電放電測試時的靜電放電模擬器可先行設定模擬之靜電能量150，當靜電放電模擬器所設定之靜電能量150的靜電電壓值為8KV時，隔離寬度132可設為0.3公分，當設定之靜電能量150的靜電電壓值為10KV時，隔離寬度132可設為0.5公分，當設定之靜電能量150的靜電電壓值為12KV時，隔離寬度132可設為0.7公分，當設定之靜電能量150的靜電電壓值為15KV時，隔離寬度132可設為1公分。

第3圖是依照本發明另一實施例之一種電路板的示意圖。如第3圖所示，本發明所提供的電路板包含佈局區域220、至少一個系統處理器225、重置電路280、隔離帶230、護衛帶240及導電元件260。佈局區域220具有佈局接地端221，電路板上的電路會以佈局接地端221作為基 準電位。系統處理器225(如：CPU)設置於佈局區域220上，其為電路板上之重要核心單元，負責對電路板上之電路進行運算及控制等工作，當系統處理器225受到外來能量干擾時，可能會產生誤動作，或甚至造成系統處理器225毀損，故通常系統處理器225內會有重置單元，當系統處理器225受到外來能量干擾時，可觸發重置單元以使系統處理器225進行重置，也可透過外接重置電路280，當外來能量可能會對系統處理器225造成干擾時，以重置電路280對系統處理器225進行重置，避免系統處理器225產生誤動作。重置電路280設置於佈局區域220，電性連接系統處理器225，具有重置電路接地端281，但重置電路接地端281與佈局接地端221為電位不相同之接地端。隔離帶230環繞佈局區域220，將隔離帶230之金屬層進行蝕刻處理以使隔離帶230無法導電，在佈局區域220之外圈形成一不導電之環帶；護衛帶240環繞隔離帶230，並延伸至重置電路280，且電性連接重置電路接地端281。於一實施例中，使用者透過直接或間接接觸電路板產生之靜電能量250，或週遭環境產生之靜電能量250，會落在護衛帶240上，靜電能量251會在護衛帶240上流動，並流向重置電路280。於一實施例中，護衛帶240包含環繞部241和延伸部242，環繞部241包圍隔離帶230，延伸部242連接環繞部241與重置電路280，用以將落在護衛帶240上之環繞部241的靜電能量251透過延伸部242導引至重置電路280，靜電能量252會啟動重置電路280，進而對系統處理器225進行重置。

於一實施例中，導電元件260跨越該隔離帶230以電性連接佈局接地端221與重置電路接地端281；由於護衛帶240延伸至重置電路280，當護衛帶240中環繞部241上之靜電能量251流往延伸部242，延伸部242上之靜電能量252流向重置電路280，並流入透過重置電路接地端281時，重置電路接地端281之電壓會升高，一旦重置電路接地端281之電壓一改變，便進而啟動重置電路280以重置系統處理器225，避免系統處理器225產生誤動作。

於一實施例中，如第3圖所示之導電元件260為電容器(如：MΩ等級)、電感器(如：μF等級)或電阻器(如：nH等級的磁珠或具電感特性之元件)。

重置電路280會與系統處理器225連接，於一實施例中，電路板更包含重置信號走線282，設置於佈局區域220，實體連接重置電路280及系統處理器225，用以當靜電能量252流向重置電路接地端281時，提升重置電路接地端281之地壓，進而啟動重置電路280，重置電路280啟動時所發出的重置信號透過重置信號走線281傳送給系統處理器225。

第4圖是沿著第3圖中線段4-4所截取之本發明一實施例之一種電路板的剖面圖；如第4圖所示，隔離帶230係於佈局區域220與護衛帶240之間蝕刻出具隔離寬度232之隔離溝槽231，用以隔離佈局區域220及護衛帶240，隔離溝槽231的隔離寬度232係取決於靜電能量250(繪示於第3圖)之靜電電壓值；無論電路板為單層板或多層板， 於電路板的每一層基板310上有金屬層320，隔離帶230係由電路板最上層之隔離溝槽231正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層320，以使隔離帶230在電路板各層由上往下的對應的位置皆無金屬層320，換句話說類似立體地分隔佈局區域220及護衛帶240。無論靜電能量250是來自使用者所帶之靜電，或是來自靜電模擬器在對電路板進行靜電放電測試時產生之靜電，靜電能量250的靜電電壓值均可預先估算或確認，便可以靜電能量250的靜電電壓值決定隔離帶230之隔離溝槽231的隔離寬度232。

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。

110‧‧‧電源接頭

111‧‧‧電源接地端

120‧‧‧佈局區域

121‧‧‧佈局接地端

122、123‧‧‧電子元件

130‧‧‧隔離帶

140‧‧‧護衛帶

150、151、152、153‧‧‧靜電能量

160‧‧‧被動元件

170‧‧‧連接器

171‧‧‧連接器接地端

2‧‧‧線段

Claims (12)

1. 一種電路板包含：一電源接頭，具有一電源接地端；一佈局區域，具有一佈局接地端；一隔離帶，環繞該佈局區域；一護衛帶，環繞該隔離帶，且電性連接該電源接地端，其中該隔離帶係位於該佈局區域與該護衛帶之間以隔離該佈局區域及該護衛帶；以及一被動元件，跨越該隔離帶以電性連接佈局接地端與該護衛帶。
2. 如請求項1所述之電路板，其中該電源接頭係用以連接至一連接器，而該連接器具有一連接器接地端，使該護衛帶上一部份的一靜電能量流向該連接器接地端。
3. 如請求項1所述之電路板，其中該被動元件的阻抗用以消耗另一部份的該靜電能量。
4. 如請求項1所述之電路板，其中該隔離帶係於該佈局區域與該護衛帶之間蝕刻出具一隔離寬度之一隔離溝槽，而該隔離寬度係取決於該靜電能量之一靜電電壓值。
5. 如請求項4所述之電路板，其中該隔離帶係由該電 路板最上層之該隔離溝槽正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層。
6. 如請求項1所述之電路板，其中該被動元件為一電容器、一電感器或一電阻器。
7. 一種電路板，包含：一佈局區域，具有一佈局接地端；至少一系統處理器，設置於該佈局區域上；一重置電路，具有一重置電路接地端，設置於該佈局區域，電性連接該系統處理器；一隔離帶，環繞該佈局區域；一護衛帶，環繞該隔離帶，並延伸至該重置電路，且電性連接該重置電路接地端，其中該隔離帶係位於該佈局區域與該護衛帶之間，該隔離帶用以隔離該佈局區域及該護衛帶；以及一導電元件，跨越該隔離帶以電性連接該佈局接地端與該重置電路接地端；其中當一靜電能量於該護衛帶中流向該重置電路接地端時，致該重置電路接地端之電壓升高，進而啟動該重置電路以重置該系統處理器。
8. 如請求項7所述之電路板，其中該護衛帶包含：一環繞部，包圍該隔離帶；以及 一延伸部，連接該環繞部與該重置電路，用以將該環繞部上的該靜電能量導引至重置電路。
9. 如請求項7所述之電路板，其中該隔離帶係於該佈局區域與該護衛帶之間蝕刻出具一隔離寬度之一隔離溝槽，而該隔離寬度係取決於該靜電能量之一靜電電壓值。
10. 如請求項9所述之電路板，其中該隔離帶係由該電路板最上層之該隔離溝槽正投影至最下層之間的空間區域中移除金屬層。
11. 如請求項7所述之電路板，其中該導電元件為一電容器、一電感器或一電阻器。
12. 如請求項7所述之電路板，更包含：一重置信號走線，設置於該佈局區域，實體連接該重置電路及該系統處理器，用以將該重置電路啟動時所發出的重置信號傳送給該系統處理器。