控制电子装置静电放电的装置和系统制造方法及图纸

控制电子装置静电放电的装置和系统。静电放电(ESD)控制装置包括具有外周界、第一侧和至少一个连接器销孔的基板。基板的外周界边缘也是导电的并且被配置成电连接至地。连接器销孔中的每一个都是导电的，使得其电连接至配对的电连接器中的一个的相应的销。针对连接器销孔中的每一个，在基板上设置导电迹线。迹线中的每一个具有接近彼此并指向彼此的一对相对的尖点。尖点中的一个电连接至导电连接器销孔，并且另一个尖点电连接至基板的导电外周界边缘。

Device and system for controlling electrostatic discharge of electronic device

A device and system for controlling the electrostatic discharge of electronic devices. The electrostatic discharge (ESD) control device includes a substrate having an outer perimeter, a first side, and at least one connector pin hole. The outer perimeter edge of the substrate is also conductive and configured to be electrically connected to the ground. Each of the connector pin holes is conductive so that it is electrically connected to a corresponding pin in one of the paired electrical connectors. For each of the connector pin holes, a conductive trace is arranged on the substrate. Each of the traces has a pair of opposite cusps that are close to each other and point to each other. One of the tips is electrically connected to the conductive connector pin hole, and the other tip is electrically connected to the conductive outer perimeter edge of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
控制电子装置静电放电的装置和系统
本专利技术的领域一般地涉及控制电子装置静电放电，并且更特别地涉及用于控制电子装置的连接器静电放电的装置和系统。
技术介绍
包括半导体器件例如微处理器和集成电路的许多电子部件容易被静电放电(ESD)永久性损坏，静电放电(ESD)会使附近的物体受到非常高的电压和电流。静电放电(ESD)是由接触、电短路或介电击穿(空气放电)引起的两个带电物体之间的突然的电流流动。静电累积可以通过摩擦带电、通过静电感应或通过物体上的其他静电荷累积引起。摩擦带电是由两种材料之间的摩擦引起的静电荷累积。例如，人体可以通过在地毯上行走而积聚静电电荷，以及橡胶或塑料物体可以通过使它们与毛衣或其他类型的织物摩擦而累积电荷。存在两种主要类型的ESD——“空气放电”和“接触放电”。在带电物体接触带有不同电荷的物体时发生空气放电ESD。在带电物体充分靠近带有不同电荷的物体——导致空气的介电击穿，从而使空气暂时变成导电体——时发生接触放电ESD。这也被称为火花放电。如果静电荷向电子装置放电(即ESD)，则大电压和电流可能永久地损坏装置的电子部件。例如，ESD的电压通常显著地高于许多半导体器件例如微处理器和集成电路的击穿电压。如果半导体器件经受超过击穿电压的电压，则半导体器件通常被永久地损坏并且变得不可操作。因此，先前已经公开了许多保护装置以保护电子装置免受ESD损坏。作为示例，瞬态电压抑制二极管(TVS二极管)已被用于电子装置的设计和制造以保护部件免受ESD损坏。TVS二极管通常用作并联保护元件，其在ESD的情况下将瞬态电流从受保护的部件转移开。然而，存在具有不同规格的许多不同类型的TVS二极管，并且它们必须被设计到电子装置的电路设计中。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于在配对的电连接器的接口处控制ESD的新颖的ESD控制装置。在另一特征中，ESD控制装置还可以保持连接至配对的电连接器的各种电路的电流隔离，以满足电流隔离要求。例如，第一电子装置可以具有第一电连接器，该第一电连接器连接至配对的第二电连接器，以用于向第一电子装置提供电力和/或在第一电子装置与第二电子装置之间传输电信号。在更具体的示例中，第一电子装置可以是具有第一电连接器的平板电脑，以及第二电子装置可以是支架或扩展坞，以用于可移除地容纳和保持平板电脑以及用于向平板电脑提供电力并在扩展坞与平板电脑之间传输电信号(例如，数据网络连接)。静电电荷可以在第一连接器和第二连接器处例如第一连接器和第二连接器的销、插孔或其他导电接触处累积，或者通过从连接的或附近的物体积聚的电荷累积。如果第一电子装置和第二电子装置未接地，则电子装置也可能累积静电电荷。本专利技术涉及一种ESD控制装置，该ESD控制装置包括ESD控制插入件，ESD控制插入件被配置成安装在第一连接器与第二连接器之间，并且控制在第一连接器和第二连接器上累积的静电荷的ESD。ESD控制插入件通过将在第一连接器和第二连接器上累积的静电荷放电至地例如底架地(chassisground)来控制ESD。在一个实施方式中，ESD控制插入件包括形成插入件的主结构的基板。例如，基板可以包括印刷电路板基板，例如任何合适的绝缘或介电基板。基板可以是刚性的、半刚性的或柔性的。基板通常是具有第一侧、外周界以及一个或更多个连接器销孔的平板。基板可以被成形为延伸越过在第一连接器和第二连接器中的所有导电连接。在ESD控制插入件的特定用途中，基板还可以被成形为装配在靠近第一连接器和/或第二连接器的凹部或空腔内。连接器销孔的尺寸和布置被设计成允许第一连接器和/或第二连接器的连接器销容纳在连接器销孔中。基板的外周界的至少部分是导电的。例如，外周界或外周界的至少部分可以涂有导电材料。外周界的导电部分被配置成连接至地例如底架地。作为示例，基板可以被成形为压力装配至靠近第一连接器和/或第二连接器的电子装置的底架的空腔中，使得外周界的导电部分与底架地接触。可替选地，外周界的导电部分可以以任何其他合适的方式连接至底架地。在另一方面，整个外周界可以是导电的。连接器销孔中的每一个具有内边缘，即每个销孔的内表面。内边缘中的每一个的至少部分是导电的，使得插入相应连接器销孔中的第一连接器和/或第二连接器的相应连接器销电连接至相应销孔的内边缘的导电部分。针对连接器销孔中的每一个，在基板的第一侧上设置导电迹线。迹线中的每一个具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有电连接至相应销孔的导电部分的第一尖点，所述第二部分具有电连接至基板的外周界的导电部分的第二尖点。第二尖点与第一尖点间隔开，并且接近并指向第一尖点。术语“接近”意味着间隔开下述距离，该距离在预定的气压下在预定的火花放电电压下在第一尖点与第二尖点之间提供火花放电。可替选地，第二尖点可以与第一尖点间隔开预定义的距离，并且指向第一尖点。预定义的距离可以在0.20mm至0.60mm、或0.30mm至0.50mm、或0.35mm至0.45mm的范围内，或者是被计算为在期望的火花放电电压下和/或在指定的气压下提供火花放电的距离。在又一替选实施方式中，针对特定电路应用指定的指定峰值工作电压，第二尖点可以与第一尖点间隔开最小爬电距离。最小爬电距离是电气部件之间的用于保持部件的电隔离或分离的最小间距。尖点中的每一个创建了下述结构，该结构由于尖点的非常小的面积而为给定的电荷提供非常高的表面电荷密度。随着电荷密度增加，电场增加。因此，随着静电荷在尖点处累积，电场增加，并且由于尖点处的高电荷密度，将首先在尖点处发生火花放电，从而对跨相对的尖点的静电电荷进行放电并且安全地放电至连接至基板的外周界的导电部分的地。非接触的成对的尖点也保持第一电连接器和第二电连接器上的分离的连接器销和电接触的电流隔离。在ESD控制装置的另一方面，基板和迹线包括印刷电路板。以这种方式，可以通过使用标准印刷电路板生产技术来形成尖点以及到相应销孔的导电部分和基板的外周界的导电部分的相应连接以容易地制造ESD控制插入件。在ESD控制装置的另一方面，连接器销孔可以以线性阵列布置，以与具有以线性阵列布置的电连接的第一连接器和第二连接器的布置相匹配。换言之，连接器销孔以直线的方式布置。在ESD控制装置的又一方面，连接器销孔可以以二维阵列布置，以与具有以二维阵列布置的电连接的第一连接器和第二连接器的布置相匹配。在又一附加的方面，连接器销孔可以以圆形布置进行布置。圆形布置可以是相同半径的单个圆形图案，或者是同心圆的图案。同样，连接器销孔被布置成与第一连接器和第二连接器上的电连接的布置相匹配。实际上，连接器销孔可以以任何合适的图案布置，以与第一连接器和第二连接器上的电连接的布置相匹配。在ESD控制装置的又一特征中，除了尖点中的每一个周围的区域没有保护涂层以外，迹线可以涂有非导电保护涂层，其中，无涂层区域至少包括每个第一尖点与每个相应第二尖点之间的路径。例如，保护涂层可以是焊接掩摸或其他合适的保护涂层。保持尖点没有保护涂层确保涂层不会抑制或以其他方式改变成对的第一尖点和第二尖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电放电控制装置，包括：/n基板，其具有外周界、第一侧和至少一个连接器销孔，所述基板由选自由介电材料和非导电材料组成的组的材料制成；/n所述基板的所述外周界的至少部分是导电的；/n所述连接器销孔中的每一个具有内边缘，每个相应的内边缘的至少部分是导电的；以及/n针对所述连接器销孔中的每一个，在所述基板的所述第一侧上设置导电迹线，每个相应的迹线具有第一部分和第二部分，所述第一部分电连接至相应的销孔的导电部分并且具有第一尖点，所述第二部分电连接至所述基板的所述外周界的导电部分并且具有接近并指向所述第一尖点的第二尖点。/n

【技术特征摘要】
20180515 US 15/980,4581.一种静电放电控制装置，包括：
基板，其具有外周界、第一侧和至少一个连接器销孔，所述基板由选自由介电材料和非导电材料组成的组的材料制成；
所述基板的所述外周界的至少部分是导电的；
所述连接器销孔中的每一个具有内边缘，每个相应的内边缘的至少部分是导电的；以及
针对所述连接器销孔中的每一个，在所述基板的所述第一侧上设置导电迹线，每个相应的迹线具有第一部分和第二部分，所述第一部分电连接至相应的销孔的导电部分并且具有第一尖点，所述第二部分电连接至所述基板的所述外周界的导电部分并且具有接近并指向所述第一尖点的第二尖点。


2.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，所述基板和所述迹线包括印刷电路板。


3.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，所述至少一个连接器销孔包括以线性阵列布置的多个连接器销孔。


4.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，所述至少一个连接器销孔包括以二维阵列布置的多个连接器销孔。


5.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，所述连接器销孔中的每一个的整个内边缘涂有第一导电涂层。


6.根据权利要求5所述的静电放电控制装置，其中，整个外周界边缘涂有第二导电涂层。


7.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，整个外周界边缘涂有第二导电涂层。


8.根据权利要求2所述的静电放电控制装置，其中，整个外周界边缘涂有第二导电涂层。


9.根据权利要求1所述的静电放电控制装置，其中，除了每个尖点周围的相应区域没有保护涂层以外，所述迹线中的每一个涂有所述保护涂层，每个相应区域具有小于每个尖点周围的相应迹线的最大宽度的两倍的最大宽度，并且至少包括每个第一尖点与每个相应的第二尖点之间的路径。


10.一种使用静电放电控制装置的方法，包括：
提供静电放电控制装置，所述静电放电控制装置包括：
基板，其具有外周界、第一侧和多个连接器销孔，所述基板由选自由介电材料和非导电材料组成的组的材料制成；
所述基板的所述外周界的至少部分是导电的；
所述连接器销孔中的每一个具有内边缘，每个相应的内边缘的至少部分是导电的；
针对所述连接器销孔中的每一个，在所述基板的所述第一侧上设置导电迹线，每个相应的迹线具有第一部分和第二部分，所述第一部分电连接至相应的销孔的导电部分并且具有第一尖点，所述第二部分电连接至所述基板的所述外周界的导电部分并且具有接近并指向所述第一尖点的第二尖点；
将所述静电放电控制装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·西乌，
申请(专利权)人：松下航空电子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US