靜電放電防護的電路板的製作方法
2024-04-09 22:03:05
專利名稱：靜電放電防護的電路板的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種包括靜電防護的電路板，特別是指一種利用裸銅尖端來提供靜電放電路徑。
背景技術：
靜電放電(ESD)是一累積的靜電荷從一高靜電荷集中區流向一相反電荷集中區或低電荷集中區。且靜電放電是造成大多數電子組件或電子系統受到過度電性應力(Electrical Overstress，EOS)破壞的主要因素，這種破壞會對半導體組件造成永久性的毀壞，因而影響集成電路(Integrated Circuits，IC’s)的電路功能，而使得電子產品工作不正常，又靜電放電的破壞具有累積性與隱蔽性，因而導致受損組件功能時好時壞。
因此隨著半導體製作工藝與單晶片技術的不斷演進，手持式電子產品(如手機或PDA)不可避免的朝向小型化，小型內部組件所伴隨的靜電放電也隨之明顯。所以內部組件更易產生累積靜電荷過高的情形並導致組件遭到破壞；更甚者，會使使用者感到不適甚至引發安全問題。例如手機在整個生命周期中都處在一個充滿靜電的環境之下，如果靜電放電不良，可能導致手機在使用過程中產生死鎖、重啟、數據丟失和不可靠等現象。
而防止靜電放電損壞組件的一個方法是提升組件本身對靜電放電防護的能力，也就是針對靜電放電保護組件及電路的設計；另一個方法是防止靜電電荷積累，從而避免靜電放電的產生。目前在釋放蓄積靜電電荷裝置多採用尖端放電原理實現，如位於大型飛機主翼或尾翼的靜電消除器，及一般大樓頂樓的避雷針，都是最典型的應用裝置。尖端放電的產生主要取決於電場強度，當導體內有淨電荷時，基於導體內部淨電場為零，這些電荷將分布在導體的表面。當達平衡狀態時，導體表面為一等位面，且物體表面曲率越大者(曲率半徑小)電荷密度越高；物體表面曲率越小者(曲率半徑大)電荷密度越低。在強電場作用下，物體表面曲率大的地方(如尖銳物的頂端)，等電位面密，電場強度劇增，並使物體附近空氣被電離並游離為正負離子，且尖端吸引異性離子，中和產生放電現象，亦為尖端放電。
因此，如何設計應用在各種手提式裝置的釋放蓄積電量電路，實為現階段電路研發人員一重要課題。
首先舉一例說明傳統的一種防止靜電放電的印刷電路板的橫截面示意圖(中華民國發明公告第566840號)，其中包括導線層11、嵌入式導電組件12、接地層13、絕緣層14及貫孔15。
其中導線層11提供電流通過，嵌入式導電組件12連接於導線層11，並具有產生尖端放電的尖端，接地層13為一導電材質，與尖端相鄰，用來接收尖端所釋放出的電荷並導入地，絕緣層14形成於導線層11以及接地層13之間，用以隔絕導線層11以及接地層13之間的電流，貫孔15形成於絕緣層14中，容納嵌入式導電組件12及其尖端，並介於導線層11以及接地層13之間，藉此於印刷電路板發生靜電放電效應時，利用此尖端放電來防止電子組件或電路損壞所造成的功能失效。
但上述的傳統的防止靜電放電的印刷電路板，要在貫孔15中設置嵌入式導電組件12及其形成尖端不僅在電路製作工藝上繁複，且對製造廠商而言，即是一大成本負擔，因此若要實現上述的防止靜電放電的印刷電路板，著實成為一大問題。
因此，如何針對傳統技術的缺點，設計出一種靜電放電防護的電路板，以提供電子產品的電路板在使用時具有靜電放電防護功能，以增加組件壽命，所以對於從事靜電放電防護的設計與研發的相關人員，莫不致力於技術的改良，以期能夠解決傳統技術所產生的缺失。
發明內容
本發明的主要目的，即是在提供一種包括靜電防護的電路板，以利用裸銅尖端來提供靜電放電路徑，達到防止靜電放電損傷內部組件的目的。
本發明的靜電放電防護的電路板，至少包括一導線具有第一尖狀末端形成於該電路板上，且該尖狀末端裸露銅，另外，一接地線形成於該電路板上，且在第二尖狀末端形成一裸銅，並與該導線的第一尖狀末端相對應，以提供靜電自該導線放電路徑。
在本發明的一實施例中，其中第一尖狀末端與第二尖狀末端兩者間隙約為0.05mm至0.1mm之間，且第一及第二尖狀末端的形狀可為三角形或尖針形的其中一種形狀，且兩者間隙維持在上述的範圍內。
在本發明的另一實施例中，其中還包括在裸銅上鍍銀、鉛錫或鎳，但不塗布一防焊漆(Solder Mark)。
在本發明的優選實施例中，一種包括靜電放電防護的電路板，至少包括一導線具有第一鋸齒尖狀末端形成於該電路板上，且該鋸齒尖狀末端裸露銅，及一接地線形成於該電路板上，具第二鋸齒尖狀末端形成一裸銅，且與該導線的第一鋸齒尖狀末端形成凹凸互補，以提供靜電自該導線放電路徑。
圖1為傳統一種防止靜電放電的印刷電路板的橫截面示意圖圖2為本發明的靜電放電的電路板的示意圖；圖2a為本發明的靜電放電的電路板的尖端四邊形的實施例；圖2b為本發明的靜電放電的電路板的尖端尖針狀的實施例；及圖2c為本發明的靜電放電的電路板的尖端鋸齒狀的實施例。
符號說明11導線層 12嵌入式導電組件13接地層 14絕緣層15貫孔 2電路板20內部組件 21導線22、32接地線 23第一尖狀末端24第二尖狀末端 25端子具體實施方式
有鑑於傳統在手持式電子裝置多屬於靜電敏感組件，當組件若遭遇高電壓的瞬時放電便可能會產生永久性的損壞。因此傳統在設計電路時，需在放電路徑上設置靜電防護組件，如此將增加成本及製作過程。本發明系利用裸銅尖端放電原理，只要在電路布局時採用裸銅尖狀末端就可以達到防止靜電放電損傷內部組件的目的。
手持式的電子裝置如手機、PDA或隨身聽等外觀、尺寸大小及重量都日益趨小，因此電路板的線路組件配置也就格外重要，依據本發明的一實施例，如圖2所示，為本發明的靜電放電的電路板2的示意圖。如圖標包括一內部組件20、一導線21、一接地線22、一第一尖狀末端23、一第二尖狀末端24及一端子25。
其中在電路板2上，內部組件20一端連接端子25，並於內部組件20與接端子25之間再連接導線21，導線21末端形成第一尖狀末端23，且將第一尖狀末端23的銅箔予以裸露；接著，相對應於第一尖狀末端23則形成一裸露銅的第二尖狀末端24，該第二尖狀末端24連接至接地線22，若電路板為多層設計時，便需透過電路板的貫孔將放電線路連接至一接地層，如此一來，即完成利用尖端放電來提供靜電自導線21放電路徑。
當端子25不經意的受到靜電攻擊時，靜電將經由路徑a導入第一尖狀末端23，並藉由相對應的第二尖狀末端24產生尖端放電，以釋放出靜電電荷，由此，可防止靜電累積而攻擊內部組件20造成組件的損壞。
上述的本發明的特徵在於利用裸銅的尖狀末端產生靜電放電，且第一尖狀末端23與第二尖狀末端24兩者間隙s約為0.05mm至0.1mm之間，即可達到較佳靜電放電防護效果。其中尖端的形狀可為三角形或尖針狀，即為本發明的實施例所提及；又可在導線與尖端間形成另一尖端連接該導線，使裸銅形狀為一四邊形且類似菱形，亦可達到尖端放電的效果。另外，電路板的線路系利用蝕刻銅箔形成，一般需再塗布上鉛錫及額外塗布一防焊漆(SolderMark)以避免銅箔氧化，但在本實施例中，只需將尖端的銅箔裸露出即可，另外可以在裸銅尖端上鍍銀來產生較佳的靜電放電防護。
接著請參閱圖2a、圖2b及圖2c所示，為依據本發明的方法的靜電放電的電路板的另一實施例。其中圖2a為上述的四邊形；圖2b為一多個尖針形；且圖2c的第一尖狀末端23與第二尖狀末端24可變化成鋸齒狀，藉由鋸齒尖狀末端的多個凹入部與相對應的尖狀末端多個凸出部互補來產生尖端放電。上述的電路板的放電路徑與圖2相同，且鋸齒尖狀末端的凹入部與相對應的尖狀末端的凸出部兩者間隙s約為0.05mm至0.1mm之間，即可呈現較佳的靜電放電防護效果。
本發明的優點1.本發明在靜電放電處設置裸銅尖端，靜電可藉由尖端導入地端，而不損害到電路板其它原有的功能組件，且利用裸銅尖端做為靜電防護的手段並不需額外組件，且因尖端部位的產生和導線微影蝕刻時同時形成，不會增加額外成本。
2.本發明的另一實施例中，利用在鋸齒尖狀末端裸露銅來達到靜電放電功能，其中鋸齒尖狀末端較第一實施例增加許多的尖端來產生放電，防止靜電累積及靜電攻擊。
3.因為減少傳統靜電放電防護組件的使用，直接就增加許多的空間，有助於電子裝置的縮小與重量的減輕。
本發明雖以優選實施例闡明如上，然其並非用以限定本發明精神與發明實體僅止於上述實施例。對業內人士，當可輕易了解並利用其它組件或方式來產生相同的功效。是以，在不脫離本發明的精神與範圍內所作的修改，均應包括在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種包括靜電放電防護的電路板，至少包括一導線具有第一尖狀末端形成於該電路板上，且該尖狀末端裸露銅；及一接地線形成於該電路板上，具第二尖狀末端形成一裸銅，且與該導線的第一尖狀末端相對應，以提供靜電自該導線放電路徑。
2.根據權利要求1所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一尖狀末端與該第二尖狀末端兩者間隙約為0.05mm至0.1mm之間。
3.根據權利要求2所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一及第二尖狀末端的形狀可為三角形，且兩者間隙維持在上述的範圍內。
4.根據權利要求2所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一及第二尖狀末端的形狀可為尖針形，且兩者間隙維持在上述的範圍內。
5.根據權利要求1所述的靜電放電防護的電路板，其中還包括在裸銅上鍍銀、鉛錫或鎳，但不塗布一防焊漆。
6.一種包括靜電放電防護的電路板，至少包括一導線具有第一鋸齒尖狀末端形成於該電路板上，且該鋸齒尖狀末端裸露銅；及一接地線形成於該電路板上，具第二鋸齒尖狀末端形成一裸銅，且與該導線的第一鋸齒尖狀末端形成凹凸互補，以提供靜電自該導線放電路徑。
7.根據權利要求6所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一鋸齒尖狀末端與該第二鋸齒尖狀末端凹凸互補兩者間隙約為0.05mm至0.1mm之間。
8.根據權利要求7所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一及第二鋸齒尖狀末端的形狀可為三角形，且兩者間隙維持在上述的範圍內。
9.根據權利要求7所述的靜電放電防護的電路板，其中該第一及第二鋸齒尖狀末端的形狀可為尖針形，且兩者間隙維持在上述的範圍內。
10.根據權利要求7所述的靜電放電防護的電路板，其中還包括在裸露銅裸銅上鍍銀、鉛錫或鎳，但不塗布一防焊漆。
全文摘要
一種包括靜電放電防護的電路板，至少包括一導線具有第一尖狀末端形成於電路板上，且尖狀末端裸露銅，另外，一接地線亦形成於電路板上，且在第二尖狀末端形成一裸銅，並與導線的第一尖狀末端相對應，以提供靜電自導線放電路徑。
文檔編號H05K1/11GK1878444SQ200510076350
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月10日 優先權日2005年6月10日
發明者董家興, 林政君, 劉麒緯, 李灝平 申請人:明基電通股份有限公司