专利名称：嵌入式放电间隙的制作方法
嵌入式放电间隙
背景技术：
印制电路板(PCB)通过提供其上可以安装各个元件的结构而方便了电子电路的 构建。这些元件可以通过使用焊接在基板或板上以形成电路通道的走线(trace)或者导线 来互相连接。PCB的种类有很多，例如单面、双面、多层、柔性、刚性等。为了防止由静电放电(ESD)造成的对PCB上的元件的损害，可以使用放电间隙 (spark gap)。例如，可以在PCB的顶面上形成放电间隙以便向接地(ground)引导或消散 能量。然而，放电间隙可能由于暴露于潮气或其它环境污染而变得劣化。就此而言，放电间 隙和/或PCB的性能可能不是最佳的。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种多层印制电路板，其可以包括第一层、第二层和第 三层。第二层可以位于第一层与第三层之间。第二层可以包括放电间隙。此外，第二层可以包括接地走线，并且所述放电间隙可以接近该接地走线。此外，第二层可以包括信号走线，并且所述放电间隙可以接近该信号走线。此外，所述放电间隙可以包括空气。此外，所述放电间隙可以包括气体。此外，所述放电间隙可以包括液体。此外，第一层可以包括板。此外，第三层可以包括板。本发明的另一方面提供了一种可以包括印制电路板的设备。该印制电路板可以包 括其上具有电子元部的第一层、包括放电间隙的第二层，以及第三层。第二层可以位于第一 层与第三层之间。此外，所述设备可以包括便携式设备。此外，所述便携式设备可以包括电话、计算机、音乐播放器和视频播放器中的至少一种。此外，所述放电间隙可以位于第二层的导电材料之间。此外，所述导电材料可以包括接地走线或信号走线。此外，所述印制电路板可以包括第四层，并且第三层可以位于第二层与第四层之 间。第三层可以包括放电间隙。本发明的另一方面提供了一种印制电路板，其可以包括嵌入式接地、嵌入式导电 元件，和位于所述嵌入式接地与所述嵌入式导电元件之间用来提供静电放电保护的放电间隙。此外，所述放电间隙可以包括介电材料。此外，所述放电间隙可以包括被设置为被施加第一电压电平时导电的材料。此外，所述嵌入式导电元件可以包括信号走线。此外，所述放电间隙可以包括空气或氖。
此外，所述放电间隙可以包括邻近第一不导电元件的第一表面和邻近第二不导电 元件的第二表面。此外，第一不导电元件和第二不导电元件可以包括板。
并入说明书并组成说明书一部分的附图例示了此处描述的示例性实施方式，并且 与文字描述一起说明这些示例性实施方式。附图中图1是例示了此处描述的概念的图；图2是例示了包括示例性嵌入式放电间隙的示例性多层印制电路板的图；而图3至图6是例示了示例性嵌入式放电间隙的示例性拓扑的图。
具体实施例方式以下详细描述是参照附图来进行的。不同图中的相同标号可以标识相同或相似的 元件。而且，以下描述并不对本发明构成限制。此处使用的术语“PCB”旨在被广义解读为包括任何支持和/或电连接电子部件 (例如，数字部件、模拟部件或其组合)的平台。PCB可以包括不导电的基板或板(例如，阻 燃剂(FR)系列(FR-4等)、合成环氧材料(CEM)系列(CEM-3等)、聚酰亚胺、特氟纶、陶瓷、 聚酯、聚酰亚胺、Pyralux (杜邦美制软板基材)等)。PCB可以在其顶部或底部包括导电层 (例如，敷金属)。PCB可以是刚性的、柔性的或其组合(例如，刚柔结合的)。此处使用的术语“放电间隙”旨在被广义解读为包括用来提供ESD保护的间隙。如 将在下面描述的，放电间隙可以具有各种拓扑并可以包括各种类型的物质(例如，气体、液 体、材料、空气等)。概述图1是例示了示例性多层PCB 100的图。PCB 100可以包括具有顶面110和底面 115的板(或基板)105。此外，板105可以包括接地120、放电间隙125和信号走线130。然 而，和其它位于PCB顶面或底面上或邻近PCB顶面或底面的放电间隙不同，放电间隙125可 以嵌入在PCB 100中。作为前述的结果，嵌入式放电间隙不会由于曝露于环境条件而劣化。此外，嵌入式 放电间隙可以节省例如PCB的顶面和/或底面上的空间，并且允许另外的部件占据该空间。应理解的是，在此描述的概念是结合图1来广泛描述的。因此，针对结合图1所述 概念的变型是存在的，将在下面提供的详细描述中进一步描述。示例性多层PCB下面将针对图2来描述并例示具有嵌入式放电间隙的示例性多层PCB。应理解的 是，针对多层PCB描述的结构、拓扑和/或部件在其它实现中可以是不同的。此外或者另选 的是，多层PCB可以包括更少的或额外的层和/或部件。图2是例示了示例性多层PCB 200的图。如图所示，PCB 200可以包括板或基板 205 (以下简称为板205)，以及中间层210,215,220和225。板205可以包括不导电物质(例如，前述的环氧玻璃纤维合成物材料)。中间层 210和220可以包括粘合层230、导电层235、嵌入式放电间隙240和接地层245。
粘合层230可以包括不导电材料(例如，环氧树脂)。导电层235可以包括导电材 料(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。嵌入式放电间隙240可以包括任何形式的物质，例如可以用于ESD机制的空气、气 体(例如，氖)、液体(例如，氩或矿物油)、固体(例如介电材料)或真空。接地层245可 以包括耦接至地或接地引脚的导电层(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。中间层215可以包括接地面(ground plane) 250o接地面250可以包括导电面 (例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。中间层225可以包括电源面255。电源面255可以包 括导电面(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。接地面250和电源面255可以提供传送至 PCB 200的各个区域的电压。PCB 200的顶面260包括信号走线265和焊盘270。信号走线265可以包括使PCB 200上的各种部件(未示出)互相连接的导电金属(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。信 号走线265可以在顶面260上形成具有各种取向和形状的图案。焊盘270可以包括导电 金属(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。尽管没有示出，但是PCB 200可以包括额外的部 件，例如安装在PCB 200的顶面260上以提供印制电路组装件(PCA)或者印制电路板组装 件(PCBA)的电子部件。PCB 200还可以包括过孔275。过孔275可以包括使位于PCB 200的不同层或水 平上的各种部件互相连接的导电金属(例如，铜、银、金、铝、镍和/或锡)。在一些情况下， 过孔275可以是电镀的(即，电镀通孔)。如图2所示，在一种实现方式中，嵌入式放电间隙240可以通过将源自例如信号走 线235的ESD传送至接地245来提供ESD保护。在一些情况下，取决于PCB的规格或者特 殊部件，可能需要精确的放电击穿(break-in)电压。在这种情况下，嵌入式放电间隙240 可以包括在施加了某一电平的电压(例如，与ESD有关的电压)之前一直保持不导电的材 料，其中嵌入式放电间隙240可以击穿并可以变为导电以将ESD传送至接地245。放电间隙240距离可能根据所用材料而不同。例如，如果利用了氖，则放电间隙 240可以具有距离范围在2mm至2cm之间的距离。然而，根据所用氖的量和/或期望的击 穿电压，该距离可以低于2mm或高于2cm。在另一示例中，如果利用了空气，则放电间隙240 可以具有范围在5mm至Icm之间的距离。然而，根据所用空气的量和/或期望的击穿电压， 该距离可以低于5mm或高于1cm。应理解的是，多层PCB 200可以并入许多设备中。术语“设备”旨在被广义解读为 包括任何包括PCB的电子设备。在给定包括PCB的电子设备的宽泛特性的情况下，应理解的 是，在此描述的概念可以在许多设备中被采用，例如便携设备(例如，无线电话、个人数字 助理(PDA)、膝上型计算机、打印机)、固定设备(例如，台式计算机、电视、立体音响系统)、 交通工具(例如，汽车或飞机)等。图3至图6是例示了嵌入式放电间隙240的示例性拓扑的图。在图3至图6的每 个图中，信号走线、接地和嵌入式放电间隙240都是示例性示出的。应理解的是，嵌入式放 电间隙240可以位于信号走线与接地之间的任何区域中。此外，应理解的是，例如形状、物 质、从信号走线到接地的距离等的参数可以基于与PCB 200相关联的特定部件。图3例示了信号走线305和接地310的三角形布局的顶视图。如图所示，嵌入式放 电间隙240可以位于信号走线305与接地310之间的区域内以提供ESD放电的控制区。图4例示了 “T”形结构的信号走线405和“U”形结构的接地410的顶视图。嵌入式放电间隙 240可以布置在信号走线405与接地410之间。图5例示了信号走线505和接地510都包 括弧形或曲线形的另一示例性结构的顶视图。嵌入式放电间隙240可以位于信号走线505 与接地510之间可能发声ESD的区域内。图6是例示了用于提供ESD保护的串联的和/或 多重的嵌入式放电间隙240相对于信号走线605和接地610的顶视图的图。在此例示并描述的配置是示例性的而并不旨在穷尽。即，接地面、接地走线和/或 信号走线可以在PCB的指定层上具有许多形状。此外，尽管图3至图6例示了位于信号走 线与接地之间的嵌入式放电间隙240，但是在其它实现方式中，嵌入式放电间隙240可以位 于不对应于信号走线和/或接地的导电元件之间。例如，导电元件可以对应于焊盘或一些 其它部件。在各种情况下，放电间隙都可以设置在嵌入在PCB内的PCB的表面上(即，没有 暴露于外部环境条件的表面)。结论以上对于实现方式的描述提供了例示，但并非要将实现方式穷尽为或限制为所公 开的精确方式。根据上述教导或从该教导的实践可以获得变型和改动。例如，过孔可以连 接至PCB的一个层的放电间隙以提供对另一个层的ESD保护。应该强调的是，说明书中使用的措辞“包括”用来指定所述特性、要件、步骤或部件 的存在，但不排除一个或更多其它特性、要件、步骤、部件或其组合的存在或增加。即使在权利要求书中列举了和/或在说明书中公开了特定的特性组合，但是这些 组合并不旨在限制本发明。事实上，许多这些特性可以按照未在权利要求中特定列举和/ 或在说明书中公开的方式被组合。本发明所使用的元件、行为或指示都不应该被解读为对于此处描述的实现方式而 言是关键的或必须的，除非明确地描述为这样。措辞“可以”贯穿说明书被使用并且旨在解 释为，例如，像“有可能”、“被设置为”或者“能够”，而没有强制的含义(例如，像“必须”)。而且，本文使用的未指明单复数的情况旨在包括一项或更多项。在只想表示一项 的情况下使用了措辞“一个”或类似用语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”， 除非有明确的相反声明。文中使用的措辞“和/或”包括相关列出项中一个或更多个的任 意全部组合。
权利要求
一种多层印制电路板，该多层印制电路板包括第一层、第二层和第三层，第二层位于第一层与第三层之间；并且第二层包括放电间隙。
2.根据权利要求1所述的印制电路板，其中，第二层包括接地走线，并且所述放电间隙 接近该接地走线。
3.根据权利要求2所述的印制电路板，其中，第二层包括信号走线，并且所述放电间隙 接近该信号走线。
4.根据权利要求1所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括空气。
5.根据权利要求1所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括气体。
6.根据权利要求1所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括液体。
7.根据权利要求1所述的印制电路板，其中，第一层包括板。
8.根据权利要求7所述的印制电路板，其中，第三层包括板。
9.一种设备，该设备包括印制电路板，该印制电路板包括第一层，其上具有电子部件；第二层，其包括放电间隙；以及第三层，其中，第二层位于第一层与第三层之间。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述设备是便携式设备。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述便携式设备是电话、计算机、音乐播放器 和视频播放器中的至少一种。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，所述放电间隙位于第二层的导电材料之间。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述导电材料包括接地走线或信号走线。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述印制电路板还包括 第四层，其中，第三层位于第二层与第四层之间；并且第三层包括放电间隙。
15.一种印制电路板，该印制电路板包括 嵌入式接地；嵌入式导电元件；和位于所述嵌入式接地与所述嵌入式导电元件之间用来提供静电放电保护的放电间隙。
16.根据权利要求15所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括 介电材料。
17.根据权利要求15所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括被设置为被施加第 一电压电平时导电的材料。
18.根据权利要求15所述的印制电路板，其中，所述嵌入式导电元件包括信号走线。
19.根据权利要求15所述的印制电路板，其中，所述放电间隙包括空气或氖。
20.根据权利要求15所述的印制电路板，其中，所述放电间隙具有邻近第一不导电元 件的第一表面和邻近第二不导电元件的第二表面。
21.根据权利要求20所述的印制电路板，其中，第一不导电元件和第二不导电元件是板。
全文摘要
一种多层印制电路板可以包括第一层、第二层和第三层，第二层位于第一层与第三层之间。第二层可以包括放电间隙。
文档编号H05K1/02GK101933407SQ200880125995
公开日2010年12月29日 申请日期2008年8月6日 优先权日2008年2月8日
发明者伊德里斯·奥梅罗维奇 申请人:索尼爱立信移动通讯有限公司