TWI527503B - 電路板與電子裝置 - Google Patents

Description

電路板與電子裝置

本發明係關於一種電路板，特別是關於一種能夠防止靜電干擾的電路板。

由於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，並符合目前電磁相容性(EMC)的規範；另外，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(ESD，Electrostatic Discharge)。

因為電子產品對於靜電的敏感度逐漸提高，若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)的問題。

傳統的作法會在外觀件上做防止ESD的處理，以達到各國ESD的法規標準。然而，傳統外觀件上做防止ESD處理的作法，雖可符合ESD測試要求，卻會造成成本的提高和組裝的困難。為了解決ESD的問題，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亟需改進的目標。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種電路板。為達上述目的，本發明提供一種電路板，設置於殼體內，殼體可相對於電路板旋轉，電路板包含電路佈局區域、第一絕緣區域、導電部及第一被動元件。電路佈局區域具有第一接地區。第一絕緣區域環繞電路佈局區域。導電部設置於第一絕緣區域，並具有尖端，尖端朝向殼體。第一被動元件電性連接導電部與第一接地區。

在本發明一實施例中，電路板更包含輸入輸出佈局區域、輸入輸出連接器、第二絕緣區域及第二被動元件。輸入輸出佈局區域具有第二接地區。輸入輸出連接器設置於輸入輸出佈局區域，輸入輸出連接器具有連接器接地端，連接器接地端電性連接第二接地區。第二絕緣區域環繞輸入輸出佈局區域，且第二絕緣區域位於輸入輸出佈局區域與電路佈局區域之間。第二被動元件電性連接第一接地區與第二接地區。

在本發明一實施例中，殼體與電路佈局區域透過第一絕緣區域電性隔離，且電路佈局區域與輸入輸出佈局區域透過第二絕緣區域電性隔離。

在本發明一實施例中，第一被動元件與第二被動元件為電阻器、電容器或電感器。

在本發明一實施例中，電路板更包含主動元件，主動元件設置於電路佈局區域。

在本發明一實施例中，電路板更包含信號走線，信號走線電性連接輸入輸出連接器與主動元件。

在本發明一實施例中，主動元件為中央處理器或晶片。

本發明更提供一種電子裝置，電子裝置包含殼體及電路板，電路板設置於殼體內，殼體可相對於電路板旋轉，電路板包含電路佈局區域、第一絕緣區域、導電部及第一被動元件。電路佈局區域具有第一接地區。第一絕緣區域環繞電路佈局區域。導電部設置於第一絕緣區域，並具有尖端，尖端朝向殼體。第一被動元件電性連接導電部與第一接地區。

在本發明一實施例中，電路板更包含輸入輸出佈局區域、輸入輸出連接器、第二絕緣區域及第二被動元件。輸入輸出佈局區域設置於 電路佈局區域，輸入輸出佈局區域具有第二接地區。輸入輸出連接器設置於輸入輸出佈局區域，輸入輸出連接器具有連接器接地端，連接器接地端電性連接第二接地區。第二絕緣區域環繞輸入輸出佈局區域，且該第二絕緣區域位於該輸入輸出佈局區域與該電路佈局區域之間。第二被動元件電性連接第一接地區與第二接地區。

在本發明一實施例中，殼體與電路佈局區域透過第一絕緣區域電性隔離，且電路佈局區域與輸入輸出佈局區域透過第二絕緣區域電性隔離。

在本發明一實施例中，第一被動元件與第二被動元件為電阻器、電容器或電感器。

在本發明一實施例中，電路板更包含主動元件，主動元件設置於電路佈局區域。

在本發明一實施例中，電路板更包含信號走線，信號走線電性連接輸入輸出連接器與主動元件。

在本發明一實施例中，主動元件為中央處理器或晶片。

在本發明一實施例中，電路板係配合殼體之形狀設置。

在本發明一實施例中，殼體之形狀為圓形。

承上所述，本發明提供一種能夠防止靜電干擾的電路板與電子裝置，導電部的尖端將殼體上的靜電誘導至第一絕緣區域，使靜電不會直接對電路佈局區域上的電路造成傷害，並透過第一被動元件與第二被動元件，將靜電導出至連接器接地端。故，透過此種配置將可以實現提供能夠防止靜電干擾的電路板。

100‧‧‧電子裝置

1‧‧‧殼體

2‧‧‧電路板

20‧‧‧電路佈局區域

21‧‧‧第一絕緣區域

22‧‧‧導電部

23‧‧‧第一被動元件

24‧‧‧輸入輸出佈局區域

25‧‧‧輸入輸出連接器

26‧‧‧第二絕緣區域

27‧‧‧第二被動元件

28‧‧‧主動元件

29‧‧‧信號走線

200‧‧‧基板

202‧‧‧第一接地區

222‧‧‧尖端

242‧‧‧第二接地區

252‧‧‧連接器接地端

300‧‧‧金屬層

圖1係繪示本發明第一實施例之電子裝置的透明俯視圖。

圖2係繪示圖1之電子裝置沿線段A-A’之截面示意圖。

圖3係繪示本發明第二實施例之電子裝置的透明俯視圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種電路 板與電子裝置，其中相同的構件、元件將以相同的元件符號加以表示以及說明。

圖1係繪示本發明第一實施例之電子裝置的透明俯視圖，圖2係繪示圖1之電子裝置沿線段A-A’之截面示意圖。請同時參照圖1與圖2，電子裝置100包含殼體1及電路板2，電路板2設置於殼體1內，且殼體1可相對於電路板2旋轉。電路板2包含電路佈局區域20、第一絕緣區域21、導電部22及第一被動元件23。電路佈局區域20具有第一接地區202。第一絕緣區域21環繞電路佈局區域20。導電部22設置於第一絕緣區域21，並具有尖端222，尖端222朝向殼體1。第一被動元件23電性連接導電部22與第一接地區202。

詳細而言，電路板2設置於殼體1內，使電路板2不外露。當使用者接觸電子裝置100的殼體1而產生靜電放電現象時，由於導電部22的尖端222是指向殼體1，靜電會透過尖端222而被誘導至導電部22上，因此靜電不會直接進入電路佈局區域20，亦即，防止了靜電對電路佈局區域20上電路的影響。再者，藉由第一被動元件23電性連接導電部22與第一接地區202，可將靜電導入至第一接地區202。如此一來，透過被動元件23作為導電部22與第一接地區202間的橋樑，可將電路板2本身在運作時所產生的輻射藉由第一接地區202宣洩至大地，以降低電路板2本身的電磁干擾(EMI，Electromagnetic Interference)。

電路板2可為單層板結構或多層板結構。如圖2所示，電路板2為多層板結構，電路板2包含多層基板200及多層金屬層300，由電路板2最上層投影至最下層的電路佈局區域20可設置各個金屬層300為訊號層、電源層或接地層，本領域之技術人員可依不同需求設計其排列方式，而在本實施例中，電路佈局區域20的第一接地區202可設置於電路佈局區域20的最上層。

如圖1、2所示，第一絕緣區域21係於位於電路佈局區域20與殼體1之間，且殼體1與電路佈局區域20透過第一絕緣區域21電性隔離，因此第一絕緣區域21可避免殼體1上的靜電影響電路佈局區域20上電路之運作，故第一絕緣區域21的寬度係取決於靜電之靜電電壓值。無 論電路板2為單層板結構或多層板結構，電路板2的每一層基板上均具有金屬層，將電路板2部分區域的金屬層移除以形成第一絕緣區域21，以使第一絕緣區域21在電路板2各層由上往下的對應的位置皆無金屬層。

靜電可能來自使用者所帶之靜電，或是對電路板2進行靜電放電測試時靜電放電模擬器製造之靜電，若可預先估算或確認靜電電壓值以決定第一絕緣區域21的寬度，便可藉由第一絕緣區域21避免靜電影響電路佈局區域20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，當靜電放電模擬器所設定的靜電電壓值為8KV時，第一絕緣區域21的寬度可設為0.3公分，當設定之靜電電壓值為10KV時，第一絕緣區域21的寬度可設為0.5公分，當設定之靜電電壓值為12KV時，第一絕緣區域21的寬度可設為0.7公分，當設定之靜電電壓值為15KV時，第一絕緣區域21的寬度可設為1公分。

第一被動元件23的阻抗能夠消耗一部份的靜電能量，避免部份的靜電能量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。於本實施例中，如圖1圖所示之第一被動元件23為電阻器(如：Ω~MΩ等級)、電容器(如：μF等級)或電感器(如：nH等級的磁珠或具電感特性之元件)。

電路板2之形狀可配合殼體1之形狀設置，殼體1之形狀可例如為圓形，如圖1所示。電子裝置100可例如為一手錶，殼體1可為圓形錶殼，而本領域具有通常知識者可將殼體1相對內部的電路板2旋轉至不同角度，以使電子裝置100產生相應的操作模式，熟習此項技藝者應視當時需要彈性設計之，且電子裝置100亦可為圓形之控制器或其它裝置，只要殼體1能夠相對電路板2旋轉即可，本發明不以此為限。

請再參照圖1與圖2，電路板2更包含輸入輸出佈局區域24、輸入輸出連接器25、第二絕緣區域26及第二被動元件27。輸入輸出佈局區域24具有第二接地區242。輸入輸出連接器25設置於輸入輸出佈局區域24，輸入輸出連接器25具有連接器接地端252，連接器接地端252電性連接第二接地區242。第二絕緣區域26環繞輸入輸出佈局區域24，且第 二絕緣區域26位於輸入輸出佈局區域24與電路佈局區域20之間。第二被動元件27電性連接第一接地區202與第二接地區242。

詳細而言，輸入輸出連接器25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，且於實作上，上述之輸入輸出連接器25的數量可為一個或數個，本發明並不以此為限。由於輸入輸出連接器25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25時，彼此可能會有電位差，就會產生靜電放電現象。在一般情況下，當彼此電位差太大時，高電流會直接導致電路佈局區域20的電路受損。因此，本發明透過設置第二絕緣區域26以形成輸入輸出佈局區域24，並將輸入輸出連接器25設置於輸入輸出佈局區域24，電路佈局區域20與輸入輸出佈局區域24透過第二絕緣區域26電性隔離，使因使用者觸碰輸入輸出連接器25所產生的靜電無法直接影響電路佈局區域20的電路。

如圖2所示，電路板2之電路佈局區域20與輸入輸出佈局區域24於製程時可為一體成型之多層板結構，再將輸入輸出佈局區域24與電路佈局區域20之間的金屬層移除，形成第二絕緣區域26，使第二絕緣區域26在電路板2各層由上往下的對應的位置皆無金屬層，在本實施例中，如同電路佈局區域20的第一接地區202，輸入輸出佈局區域24的第二接地區242亦可設置於輸入輸出佈局區域24的最上層。

當位於殼體1的靜電透過導電部22及第一被動元件23而流入第一接地區202時，由於第二被動元件27連接第一接地區202與第二接地區242，靜電可透過第二被動元件27被導入至第二接地區242，進而藉由第二接地區242電性連接輸入輸出連接器25的連接器接地端252將靜電宣洩至大地。第二被動元件27可為電阻器、電容器或電感器。第二被動元件27的阻抗能夠消耗一部份的靜電能量，避免部份的靜電能量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。於本實施例中，如第1圖所示之第二被動元件27為電阻器(如：Ω~MΩ等級)、電容器(如：μF等級)或電感器(如：nH等級的磁珠或具電感特性之元件)。

無論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，靜電電壓值均可預先估算或確認，便可以靜電電壓值決定第二絕緣區域26的寬度。

如圖1所示，電路板2更包含主動元件28，主動元件28設置於電路佈局區域20，且主動元件28可為中央處理器或晶片，主動元件28的數量可為一個或數個，本發明並不以此為限。

電路板2更包含信號走線29，信號走線29電性連接輸入輸出連接器25與主動元件28。藉由信號走線29，主動元件28可透過輸入輸出連接器25與外部裝置傳遞訊號。實作上，電路板2可為多層板結構，信號走線29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。

圖3係繪示本發明第二實施例之電子裝置的透明俯視圖。請參照圖3，本發明第二實施例與第一實施例大致相同，其差別在於本發明第二實施例具有四個導電部22、四個第一被動元件23及四個第二被動元件27。如圖3所示，四個導電部22可均勻設置於第一絕緣區域21上，亦即，每間隔四分之一圓設置一導電部22，每一導電部22的尖端222均指向殼體1，使殼體1上的靜電能透過尖端222誘導至導電部22上，再將靜電透過第一被動元件23及第二被動元件27導入至輸入輸出連接器25的連接器接地端252。透過四個導電部22均勻設置於第一絕緣區域21上，於殼體1各個方向上的靜電，都能夠快速地被誘導至導電部22上，殼體1也能相對於電路板2旋轉至任一角度，而不影響靜電防護的功能。導電部22亦可以其它排列方式設置於第一絕緣區域21上，導電部22、第一被動元件23的數量可為一個或數個且彼此電性連接，而第二被動元件27的數量可為一個或數個，本發明並不以此為限。

綜上所述，本發明之電路板與電子裝置透過第一絕緣區域及第二絕緣區域的設置，將殼體與電路佈局區域電性隔離，以及將電路佈局區域與輸入輸出佈局區域電性隔離，使靜電不會直接對電路佈局區域上的主動元件造成傷害。本發明亦透過導電部的尖端誘導靜電，使靜電依序流入第一被動元件、第一接地區、第二被動元件及第二接地區，最後藉由與第二接地區電性連接的連接器接地端將靜電宣洩至大地。另外，當電子裝 置的殼體相對電路板旋轉至任意角度時，電子裝置的靜電防護功能亦不會受影響。故，透過此種配置將可以實現提供一種能夠防止靜電干擾的電路板與電子裝置。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100‧‧‧電子裝置

1‧‧‧殼體

2‧‧‧電路板

20‧‧‧電路佈局區域

21‧‧‧第一絕緣區域

22‧‧‧導電部

23‧‧‧第一被動元件

24‧‧‧輸入輸出佈局區域

25‧‧‧輸入輸出連接器

26‧‧‧第二絕緣區域

27‧‧‧第二被動元件

28‧‧‧主動元件

29‧‧‧信號走線

202‧‧‧第一接地區

222‧‧‧尖端

242‧‧‧第二接地區

252‧‧‧連接器接地端

Claims (16)

1. 一種電路板，設置於一殼體內，該殼體可相對於該電路板旋轉，該電路板包含：一電路佈局區域，具有一第一接地區；一第一絕緣區域，環繞該電路佈局區域；一導電部，設置於該第一絕緣區域，並具有一尖端，該尖端朝向該殼體；以及一第一被動元件，電性連接該導電部與該第一接地區。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，更包含：一輸入輸出佈局區域，具有一第二接地區；一輸入輸出連接器，設置於該輸入輸出佈局區域，該輸入輸出連接器具有一連接器接地端，該連接器接地端電性連接該第二接地區；一第二絕緣區域，環繞該輸入輸出佈局區域，且該第二絕緣區域位於該輸入輸出佈局區域與該電路佈局區域之間；以及一第二被動元件，電性連接該第一接地區與該第二接地區。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電路板，其中該殼體與該電路佈局區域透過該第一絕緣區域電性隔離，且該電路佈局區域與該輸入輸出佈局區域透過該第二絕緣區域電性隔離。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電路板，其中該第一被動元件與該第二被動元件為一電阻器、一電容器或一電感器。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電路板，更包含：一主動元件，設置於該電路佈局區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電路板，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。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電路板，其中該主動元件為一中央處理器或一晶片。
8. 一種電子裝置，包含：一殼體；以及一電路板，設置於該殼體內，該殼體可相對於該電路板旋轉，該電路板 包含：一電路佈局區域，具有一第一接地區；一第一絕緣區域，環繞該電路佈局區域；一導電部，設置於該第一絕緣區域，並具有一尖端，該尖端朝向該殼體；及一第一被動元件，電性連接該導電部與該第一接地區。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該電路板更包含：一輸入輸出佈局區域，具有一第二接地區；一輸入輸出連接器，設置於該輸入輸出佈局區域，該輸入輸出連接器具有一連接器接地端，該連接器接地端電性連接該第二接地區；一第二絕緣區域，環繞該輸入輸出佈局區域，且該第二絕緣區域位於該輸入輸出佈局區域與該電路佈局區域之間；以及一第二被動元件，電性連接該第一接地區與該第二接地區。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該殼體與該電路佈局區域透過該第一絕緣區域電性隔離，且該電路佈局區域與該輸入輸出佈局區域透過該第二絕緣區域電性隔離。
11. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該第一被動元件與該第二被動元件為一電阻器、一電容器或一電感器。
12. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該電路板更包含：一主動元件，設置於該電路佈局區域。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中該電路板更包含：一信號走線，電性連接該輸入輸出連接器與該主動元件。
14. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中該主動元件為一中央處理器或一晶片。
15. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該電路板係配合該殼體之形狀設置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該殼體之形狀為一圓形。