用于保护电子器件免受静电放电的损坏的装置和方法

专利名称：用于保护电子器件免受静电放电的损坏的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于防止受到静电放电和过电应力的损坏的装置，本发明尤其涉及利用具有多个端口的电缆，所述端口包括可短路端口，用于保护电子器件免受静电放电和过电应力的损坏。
背景技术：
基于磁头的系统作为一种成本效益高的数据存储形式，在计算机产业中已被广泛接受。在磁带驱动系统中，磁带具有多个横向定位的、并沿磁带的长度方向延伸的数据轨，磁带被拉动通过称为磁带磁头的磁读/写传感器。当磁头和磁带之间发生相对移动时，所述磁带磁头可以沿磁带表面的长度方向记录和读出数据。由于磁带是柔性介质，当高速拉动磁带通过磁头时，磁带侧面部位发生波动。为了保持读取感应器或写入传感器沿磁轨对准，横向移动(致动)所述磁带磁头以作为高速横向响应跟随所述磁带波动，所述致动通过利用越轻的磁带磁头可以获得越好地实现。
在磁盘驱动系统中，当磁头在旋转磁盘表面上轻“掠过”时，磁盘形式的磁记录介质以高速旋转。通过主轴电动机使磁盘旋转。将磁头附接到“滑动器”上或与之一体形成，在称为致动器臂的弹簧支撑臂上将所述滑动器悬置在磁盘上方。当磁盘以工作速度旋转时，旋转的磁盘产生的流动空气结合滑动器的物理设计将磁头升起，从而允许磁头在称为气悬的空气垫上轻微的滑行或“掠过”所述磁盘表面的上面和上方。磁头在磁盘表面上方的浮动高度通常只有几十个纳米或更少，其主要由磁盘旋转、滑动器组件的空气动力学特性、以及由弹簧致动器臂施加的力决定。
在用于具有高数据记录密度的数据存储产业中的磁头中，磁阻(MR)感应器作为读取元件尤其有用。各向异性磁阻(AMR)和巨磁阻(GMR)是用于存储产业中的两个MR材料实例。将MR和GMR感应器沉积在结构衬底上形成小而薄的多层薄膜电阻器。所述薄膜电阻器通过接触被电连接到薄膜电阻器的金属焊盘，从而可以耦合到外部装置。在感应读磁头的情况下，MR感应器提供不与磁头速度直接相关的高输出信号。
为了获得数据存储产业所需的高面密度，将感应器形成为具有非常小的尺寸。但尺寸越小，薄膜电阻器越易于受到寄生电流或电压峰值的损坏。
在制造、加工处理和使用MR薄膜电阻器(如磁记录传感器)时遇到的主要问题是，在磁头或其它与感应器(特别是薄膜型感应器)接触的对象等不同元件上的静电电荷的累积，以及由此产生的伴随的静电乱真放电。静电荷可以在人们制造磁头或测试功能所用的工具上外部形成并积累。这些静电荷可以通过磁头放电，使灵敏的感应器过热，从而导致对感应器的物理损坏或磁性损坏。
如上所述，当将磁头暴露于大于正常工作条件的电压或电流输入时，可能会损坏磁头的感应器和其它部分。由于MR读取感应器的较小的物理尺寸，其对于电损坏的灵感性尤其严重。例如，将用于高记录密度磁带介质(大约25Mbytes/cm2)的MR感应器成形为MR及附随材料的电阻片，所述感应器具有的感应器片总厚度是500埃()的量级，宽度是1到10微米(μm)，以及高度是1μm的量级。用于现有的磁盘驱动器中的感应器甚至更小。数十毫安的放电电流穿过这种小电阻器，就可能导致MR感应器的严重损坏或完全损毁。MR感应器可能受到的损坏的特征显著不同，包括通过熔化和蒸发、对位于气悬表面(ABS)上的材料的氧化、通过电击穿形成的短路而完全损毁感应器，以及较温和地磁性或物理损坏的形式，其中可能降低磁头的性能。将导致对感应器的大范围物理损坏的短时电流或电压脉冲称为静电放电(ESD)脉冲。将如下的短时脉冲称为电过应力(EOS)脉冲，其不会导致显著的物理损坏(电阻改变)，但是会由于过热而改变感应器的磁响应或稳定性。
尽管磁盘磁头由单个MR元件组成，现代的磁带磁头具有多个MR元件，大约是8到32个的量级或甚至更多，所有这些都必须完全工作。磁带驱动器中的多个MR感应器以及全部所述感应器必须工作的需要，使得由于单个元件导致的ESD损失的代价昂贵，因为这样必须废弃整个磁头。在制造过程中的测试非常重要，这是为了在工艺早期排除损坏的元件，以避免处理损坏部分，从而将成本降到最小。
现有的解决ESD和EOS保护的方法可以总结为两种方法(1)一次性永久短路装置，和(2)可多次使用的可拆卸式短路装置。
一次性永久短路装置包括(1a)在晶片上形成二极管，以短路通过感应器的大电流；(1b)跨过感应器沉积短路元件(如金属)，其可以在后面的总装时被除去；以及(1c)用于将两个感应器的引线连接在一起的二极管，其被永久安装在电缆中。
可多次使用的可拆卸短路装置包括(2a)可以短路感应器的两根引线的可拆卸短路元件；以及(2b)可拆卸式二极管，其在接受大电流时可以短路感应器的两根引线。
(1a)-(1c)的问题在于永久解决问题的成本。(1b)使得不能测量MR感应器的特征，直到其位于最终装置中，而在制造和组装中已经花费了大量成本。(2a)的问题在于器件在组装时由于没有除去短路而不能测试，从而使感应器可能受到EOS/ESD损坏。(2b)的问题在于二极管的大量成本。
因此，需要低成本地对多种读和/或写磁头组件提供ESD和EOS保护，这种保护应足够小而不会影响磁头在工作时的动态特征，所述保护可以适配入磁带或磁盘驱动器内部的紧密空间，并允许在磁带驱动器的正常工作中使用较高电压。

发明内容
本发明提供了一种用于保护电子器件(如MR元件)免受ESD/EOS损坏的机制。所述保护装置包括具有耦合到电子器件的引线的电缆、和提供对该引线的接触的第一端口。延伸部分具有电耦合到所述电缆的引线的引线、和提供对所述引线的接触的第二端口。短路装置耦合到两个端口之一，从而在所述电缆的引线和延伸部分的引线之间形成短路。
所述延伸部分可以是所述电缆的一体部分。例如，所述延伸部分的引线可以是最初的电缆制造的部分，从而需要很少的额外成本。
所述延伸部分的引线可以被焊接到所述电缆的引线上。可选的是，所述延伸部分的引线通过压装被物理耦合到所述电缆的引线上。在另一可选方案中，所述延伸部分的引线通过采用各向异性导电膜(ACF)被耦合到所述电缆的引线上。
优选的是，所述短路装置可以被可折卸地耦合到所述两端口之一。该短路装置可以是金属丝网或导线板。所述短路装置还可以是导电金属板。为了加强所述保护装置提供的保护，可以提供接地，以将所述短路装置电接地。所述接地优选包括高阻抗电阻器，以缓慢逸散在电缆引线、磁头、短路连接器、以及测试装置之间的任何电压差。
为了进一步加强所述保护装置提供的保护，电缆和/或延伸部分的外表面可以包括静电逸散材料。
一种利用上述保护装置保护电子器件免受静电放电(ESD)损坏的方法包括，将短路装置耦合到上述两端口之一，从而在所述电缆的引线和延伸部分的引线之间形成短路；将外部装置耦合到上述两端口的另一端口，并拆除所述短路装置。当不再需要保护时，可以物理拆除上述未附接到外部装置的端口。可选的是，还可以用绝缘材料覆盖或涂敷上述未附接到外部装置的端口，以避免接触到外部的金属部件。
通过下面的结合附图、以示例的方式对本发明原理的详细描述，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。


为了更充分地理解本发明的实质和优点、及其优选实施例，可以参考下面结合附图的详细描述。
图1是使用中的磁带磁头的局部侧视图；图2是磁带磁头的单个模块的透视图；图3是根据一个实施例的具有电缆延伸部分的电缆侧视图；图4是根据另一实施例的具有电缆延伸部分的电缆侧视图；图5是图4中圆圈5/7的细节图；图6是各向异性导电膜接合的不按比例的简化截面图；图7是图4中圆圈5/7的细节图；图8是描述用于利用电缆和延伸部分保护电子器件的方法的过程图；图9是根据一个实施例的短路装置的侧视分解图；图10是使用中的图9的短路装置的侧视图；图11是图9中圆圈11的细节图；图12是根据一个实施例的接地短路装置的系统图；图13是具有ESD逸散层的电缆的不按比例的简化局部截面图；图14是具有ESD逸散层的电缆的不按比例的简化局部截面图，所述ESD逸散层同时用作电缆衬底和引线绝缘体。
具体实施例方式
下面描述的是目前设计的用于实施本发明的最佳实施例。本说明书的目的是为了说明本发明的总体原理，而不是为了将本发明限制在这里提出的构思中。
本说明书公开了一种保护电缆和短路系统，用于保护电子器件的部件免受ESD和EOS损坏。尽管描述了本发明被实施为与磁带存储系统一起应用，但是本发明还可以应用于其它电子器件中，包括例如磁记录系统和利用传感器检测磁场的应用。
现有技术图1示出了使用中的磁带磁头。如图1所示，示出了用于边写边读(read-while-write)式双向线性磁带驱动器的完整磁头。“边写边读”是指读取元件紧随于写入元件之后。该设置允许在由写入元件刚写入数据之后，通过随后的读取元件立即检查精确性和实际记录。特别是，在图1中，将由两个模块105组成的磁带磁头100安装在陶瓷衬底102上，所述两个模块被依次粘合耦合或物理耦合。每个所述模块105包括几个读取感应器和/或写入传感器，将其电耦合到用于随后附接到外部电子装置的焊盘(未示出)上。将挡板104耦合到模块105上以支撑磁带，并防止读/写元件受到磁带的磨损。将电缆106中的引线固定地电耦合到所述焊盘。磁带108以预定的卷绕(wrap)角度α卷绕在模块105上。
现有技术图2示出了磁带模块105，其由暴露在模块105的磁带支撑面114上的读和写元件110、112形成。所述元件110、112与焊盘118耦合，所述焊盘118在安装到驱动器中之前，又附接到电缆106上。
图3示出了根据一个实施例的具有与其耦合的电缆延伸部分302的电缆300。特别是，电缆300具有附接到MR感应器306的引线304，从而存在两个外部连接位置(“焊盘”或“端口”)308、310。每个端口都可以连接到外部电子装置(未示出)，例如控制器、测试器、最终装置等。可以使用一个端口(端口A)308电连接到外部电子装置，以用于测量。第二端口(端口B)310则可以具有被形成为跨接引线的可移短路连接。反之亦然，其中可以跨接端口A形成短路，并将外部装置连接到端口B。下文详细描述了说明性的短路装置及其使用方法。电缆的几何结构和端口位置取决于应用需要。
在所示实施例中，端口A为集成形成的标准电缆的焊盘阵列。端口B是具有引线312的延伸部分302的部分，所述引线312与电缆300的引线304耦合。在该情况下，延伸部分302为端口A 308的延伸。在优选实施例中，以非常小的附加成本将形成端口B 310及其引线312作为初始电缆制造的部分，而不是如下面其它实施例中所述，在之后将其作为单独块附接。
在另一实施例中，将延伸部分形成为电缆的附件。图4示出了电缆400的实施例，其中具有端口A 308的标准电缆呈Z形，而具有端口B 310的延伸部分402从电缆400的不同区域延伸出。端口B 310是具有引线408的延伸部分402的部分，所述引线408在耦合点404处通过任何适当的机构耦合到电缆400的引线406。
图5示出了一种可以在耦合点404处将延伸部分402的引线耦合到电缆400的引线上的耦合件。如图5所示，将电缆400的引线焊盘(未示出)在电缆400的窗口420中暴露给延伸部分402的焊盘422。将这些焊盘上下对准，并通过任何适当的方式连接。虽然焊接技术具有大约200微米的最小焊盘间距。但由于磁带磁头电缆400引线较多，如果不是必需，优选更小的焊盘间距。可以添加粘合剂以加固延伸部分402到电缆400的耦合。
可选的是，可以使用现有技术中已知的一种压装技术，将延伸部分402的引线物理耦合到电缆400。然而，由于压装引起的质量增加和潜在的可靠性影响，因此所述压装远远不能令人满意。
用于将延伸部分402的引线电附接到电缆400的引线的可选和优选的方法是使用各向异性导电膜(ACF)接合。ACF可用于将延伸部分402耦合到电缆400、磁头等。通常，ACF包括嵌入不导电粘合剂内的导电材料颗粒。这样，所述ACF提供了三个功能接合、垂直于其平面方向的传导、以及在平面方向上的绝缘。
如图6所示，将ACF 600设置在延伸部分402和电缆400之间的耦合点404。然后加热并压缩所述延伸部分/ACF/电缆叠层。导电材料颗粒606接触导电表面(例如引线自身或焊盘)610、612、614、616，从而在垂直对准的引线(610与614，以及612与616)之间提供电连接。由于所述颗粒通过粘合剂608在水平面上隔开，因此电流不会沿水平面流动，从而保持水平设置的焊盘之间的绝缘(例如614与612和616绝缘，而接触610)。粘合剂608提供的另一个益处是将延伸部分402耦合到电缆400。一种适当类型的ACF是CP9652KST，由Sony Chemical Corporation of America(1001 Technology Drive，Mount Pleasant PA 15666 USA)出售。
ACF接合允许部件之间的电耦合尺寸比焊接更小。采用现有的ACF接合技术把延伸部分接合到电缆，可以将焊盘间距减小到约50微米宽，并可能更小。如上所述，磁带磁头在使用时移动，因此，任何磁头质量的增加都可能影响其动态性质。因此，需要尽可能地减小磁头质量。由于上述延伸部分可以只是另一根电缆，并可以利用ACF接合技术接合，因此其附加的质量可以忽略不计，从而磁头的动态性质实际上未受影响。此外，由于利用ACF接合可以获得小焊盘间距，从而可以进行引线到引线的连接，使得简化电缆布局，并避免在电缆和延伸部分上需要额外的金属层，所述金属层会增加较多的成本。本发明人已经发现ACF接合廉价并可靠。
本领域技术人员可以理解，还可以采用其它多种接合技术，如导线或跳焊接合。
图7示出了电缆400的引线406与延伸部分402中的引线408的耦合点。在该实施例中，可以将电缆400形成为下部绝缘层702、引线406和第一中间绝缘层704的叠层，所述第一中间绝缘层704内部具有窗口706。延伸部分402包括第二中间绝缘层714和上部绝缘层708。所述第二中间绝缘层714内部具有窗口720。电缆400的引线406仅跟随电缆线路。将延伸部分402的引线408形成为始于窗口720，并延伸到延伸部分402的焊盘(端口B)。形成于延伸部分402的引线408的上面的上部绝缘层708可以具有延伸部分的侧面(profile)或电缆和延伸部分的侧面。接合材料722，例如焊料，将电缆400的引线406耦合到延伸部分的引线408上。粘合剂730将电缆400与延伸部分402耦合在一起。
图8示出了利用电缆和延伸部分来保护例如MR磁头的电子器件的方法。该方法假设已经将电缆耦合到将保护的器件上，并且将短路装置耦合到一个端口上。实际上，希望的是在将电缆接合到将要保护的器件之前形成短路连接，从而可以使器件一直得到保护。在步骤802中，在将电缆引线连接到MR感应器之前形成短路连接，并且在制造组件的整个过程中保持所述短路连接。为了对磁头感应器与测试装置的地线之间的任何电压差进行放电，所述短路装置首先通过高阻抗连接器连接到测试装置的地线。选择阻抗以确保所述放电足够慢，从而不会损坏感应器。然后，在短路装置和测试器的地线之间形成低阻抗连接。
当器件将被测试或用于其最终的装置(如驱动器)中时，在步骤810中，将端口A连接到外部电子装置(驱动器或测试电子装置)，而在端口B上保持短路。在步骤812中，一旦端口A已经电连接到外部装置，便可以除去上述短路连接器，而不会存在EOS/ESD损坏，因为所述外部装置应该内设有保护装置(如二极管或电阻器)。这些连接可以断开而不会影响电缆的功能，也就是说，多数连接和断开可以在任何一个端口进行。在步骤816中，在除去短路连接后，可以安全地测试所述器件。
在最终装置(驱动器)中，可以将端口B除去(切除)(步骤818)，或者只是用绝缘材料涂敷或覆盖，所述绝缘材料例如绝缘膜、夹具(clamp)等(步骤820)，当随后将拆除接电缆的感应器以用于其它地方时，可以除去所述绝缘材料。可拆卸式绝缘允许用户可以在任何时候重复形成短路。如果将进一步处理器件，通过首先在步骤822中将短路装置重新连接到测试器的地线，然后在步骤824中将所述短路装置连接到端口B的焊盘，从而可以拆下所述器件。在步骤826中，可以将所述器件从外部装置安全地拆除。
在端口B形成短路连接的优选短路装置可以被连接和断开多次，而不会影响电连接的整体可靠性。
一种短路装置包括可以耦合到延伸部分的端口B(或电缆的端口A)的压接。一种这样的可拆卸式短路装置可以是金属丝网或导线板，其通过夹具被压下到端口B的金属焊盘上。另一种短路装置是金属板，例如铜带或镀镍的铜带，其通过夹具被夹紧到端口B上。所述带可以从3M公司获得。所述夹具例如可以是塑料夹，或者可以是拧紧螺丝的夹子。
图9示出了短路装置的分解侧视图，所述短路装置包括例如是金属丝网或导电带的导电短路部件902、以及夹具904。夹具904将短路部件902夹紧到延伸部分910的引线908或电缆的暴露接触906上以短路接触906，从而通过形成阻值低于MR磁头的电流路径，而保护MR磁头免受ESD的损坏。在使用中，短路部件902和夹具904能反复用于多个不同的电缆中。
如图所示，短路部件902可以包括一对基本矩形的半平面，每个半平面具有一对长边和一对短边。而且，第一半平面的第一长边可以铰链耦合到第二半平面的第一长边。
可选的是，所述铰链连接可以包括整体耦合，所述短路部件902可以用基本柔性的材料构成(即弹性材料、泡沫材料等，其具有由导电材料形成的涂层或覆盖)。因此，在一个实施例中，短路部件902包括一整体的装置。此外，在本实施例中，短路部件902可以沿其长度方向形成基本V形的截面，并且可以按照图9中箭头表示的夹紧动作移动。
由于下面的显而易见的原因，短路部件902优选的在其上包括抗腐蚀导电层，以形成导电的抗腐蚀内表面。参考图11，将更详细地给出关于短路部件902的可能结构的更多示例信息。
另外，可以用基本刚性的材料(如塑料等)形成夹具904。此外，可选地，可以用静电逸散或导电材料形成夹具904。在一个实施例中，夹具904可以包括一对基本矩形的平面部分，其通过基本矩形的中间部分以固定间距分开。从而，夹具904沿其长度方向形成基本U形的截面。
图10示出了图9中示出为使用中的多个部件的另一侧视图。如图所示，可以夹紧保护部件902，使其导电内表面与延伸部分910或电缆的接触906接合。
图11示出了图9的圆圈区域11中的保护部件902的放大侧视截面图。如图所示，保护部件902可以包括这样的导电层1102，其含有导电纤维编织网。在一个实施例中，导电纤维可以包括铜或导电不锈钢。另外，可以将金或其它抗腐蚀性材料与铜一起使用，从而防止层1102受腐蚀。此外，中间的芯1104可以由挠性材料形成，例如弹性材料、泡沫材料等。在一个实施例中，芯1104可用由任何静电逸散材料或任何其它希望的复合物形成。
如图12所示，为了加强ESD/EOS保护，短路装置902通过接地装置(如导线1204或其它导电途径)可以耦合到地线1202，例如测试装置的地线。该地线1204可以分散施加在短路装置1200上的任何EOS/ESD电荷。在放电感应器与器件、测试测量装置的引线之间的任何电压差的过程中，可取的是，避免快速放电。利用器件与装置之间的阻抗足够高的的电阻，可以使RC时间常数足够慢，以避免损坏感应器。为此，用于将短路装置接地的导线1204可以包括电阻器1206，所述电阻器具有适当选择的阻抗。
注意，已经描述了，将短路装置耦合到端口B，因为这允许电缆在保留短路的同时通过端口A耦合到最终装置。然而，可以理解，如果需要，也可以将短路装置连接到端口A，并将测试装置耦合到端口B。短路装置越靠近敏感感应器，防止EOS/ESD损坏的效果越好。
制造或拆除短路连接器时，为了避免摩擦放电引起的对感应器的可能EOS/ESD电压损坏，电缆和延伸部分的表面可以用静电逸散材料(～107ohms/sq)制成或覆盖。为简单起见，下面将描述给电缆提供静电逸散材料的方面。
根据一个实施例，可以将电缆的外表面设置为ESD传导的，优选具有ESD逸散表面电阻，所述电阻在约1×106到1×108欧姆/平方的范围内，优选在约0.5×107到约1.5×107ohm/sq的范围中，最理想为约1×107ohms/sq。电缆材料体可以是包括金属、电阻材料(如KAPTON)、粘合剂、液晶等的任何希望的材料。例如，图13示出了电缆1300的截面图，其包括，由金属或其它导电材料形成的引线1302、环绕引线1302的内部粘合剂层1304和1306、耦合到内部粘合剂层1304和1306的衬垫层1308和1310、环绕衬垫层1308和1310的外部粘合剂层1312和1314、以及耦合到外部粘合剂层1312和1314的ESD逸散层1316和1318。注意，根据用户的需求，可以赠加或除去所述层。
在公开的导电性范围中的电缆上的ESD传导表面不会引起电磁干扰(EMI)，也不会将同一电缆中的两个元件显著地电耦合到一起。
在一个实施例中，将ESD逸散涂层被应用到标准电缆的一个或多个外表面。同样，电缆材料体可以为任何希望的材料。利用敷料器将所述ESD逸散涂料喷洒、涂敷到电缆上，或者通过任何适当的机构将所述ESD涂料以液体或凝胶的形式施加为电缆上的薄层。在该电缆中，可以不需要图13中的外部粘合层(1312和1314)。ESD逸散材料层的厚度应该足以提供在约1×106到1×108ohms/sq范围内的ESD逸散表面电阻。一种优选表面材料为SPEC-STATESD CLEAR#618-1-220，其可以从Lasco Services，601 Compton，Irving，TX75061获得。另一种是来自于Lasco Services的SPEC-STATESD CLEAR#618-1-200。实验显示，当用腈胶手套摩擦涂敷有SPEC--STATESD CLEAR#618-1-220的电缆10次后，电缆未表现出任何明显的表面放电(＜10V，相对地，如果摩擦KAPTON，则＞1000V)。
用于将ESD逸散材料(如SPEC-STATESD CLEAR)施加到电缆上的方法包括下述步骤。确保将要涂敷的电缆没有灰尘、油脂、油污并干燥。将电缆放置在离喷嘴约10到20英寸处。以轻微的掠过动作喷洒。使其干燥，直至触摸时没有粘着感。施加第二涂层。为了加快干燥，可以在每次涂敷后用热空气吹过电缆。注意，在涂敷中，希望的是，掩蔽电缆的暴露引线，这些引线最终会电耦合到感应器或其它器件。
在另一个实施例中，将ESD逸散层接合到电缆的一个或多个表面上。特别是，将ESD逸散聚合物薄涂层接合到电缆表面上。优选的表面材料为其中散布有导电材料的薄层聚合物，使得该聚合物的表面电阻落在上文给出的范围内。一种这样的材料是KAPTONXC聚酰亚胺膜，其由DuPont出售。DuPont的KAPTONXC聚酰亚胺膜是导电膜，其被精确承载有导电碳，以形成具有严格控制的表面电阻率的膜。这种电阻特性贯穿膜体，从而所述膜不会裂开、不会被摩擦掉、或者不会轻易受到其它损坏，这些对于表面涂层或金属化涂层是经常出现的情况。除了抗静电特性外，KAPTONXC膜还提供惰性、放射性和耐热性，这与其它例如通常用于构成电缆的膜的KAPTON膜类似。试验显示，当用腈胶手套摩擦涂敷有KAPTONXC膜的电缆达10次时，电缆没有表现出任何明显的表面放电(＜10V，相对地，如果摩擦标准KAPTON材料，则＞1000V)。
KAPTON100XC 10E7是一种1密耳的膜，具有107ohm/sq的标称表面电阻率。也可以从DuPont获得定制结构，其可以被制造为具有1到5密耳的厚度、以及20到109ohms/sq的表面电阻。KAPTON100XC 10E7膜一般成卷供应。
ESD逸散涂层可以通过任何合适的机制接合到电缆，包括采用适用的粘合剂，例如DuPont出售的热活化PYRALUX。可选的是，ESD逸散涂层还具有已经形成于其上的粘性衬垫。
在其它实施例中，将ESD逸散涂层用作电缆的绝缘装置。优选的是，ESD逸散涂层具有的电阻率应足以防止电缆中的导体和引线的短路，并且不会较大地干扰在电缆中传送的信号。图14示出了电缆1400的截面图，其包括，由金属或其它导电材料形成的引线1402、环绕引线1402的粘合剂层1404和1406、以及耦合到粘合剂层1404和1406的ESD逸散层1408和1410。注意，其中还可以包括增加的层。
表1列出了测量不同片状材料的摩擦放电电压的实验的结果。在“用腈胶手套摩擦”的实验中，将一片干净的材料用腈胶手套摩擦10次，所述摩擦为1英寸的一划。在“从纸张剥离”实验中，将材料上的纸制衬垫剥离。
表1

展开表1所示的结果可得，用腈胶手套摩擦电缆(用异丙醇清洗的KAPTON CBP(聚酰亚胺))，可使电缆带电至超过250±100V。用适于短路引线的金属丝网摩擦干净的聚酰亚胺，产生的摩擦放电电压为800±400V。用同样的金属丝网摩擦KAPTON XC(107Ω/sq)，产生的摩擦放电不明显。
用手指或腈胶手套摩擦干净的片(Kapton LF7001(聚酰亚胺))使电缆带电至超过1600V。电荷逸散时间对于75％、50％、90％的逸散分别是11、102和450秒。当将KAPTON片设置在金属(铝箔)上时，来自带电表面的外部电压被大量屏蔽，但是当去掉所述金属片时，所述外部电压“重新出现”，这表明，金属片在不除去电荷的情况下，使KAPTON上的电荷与外部检测隔离，从而对所述检测隐藏了潜在的破坏电荷。电压随高度降低～3.4％每毫米。
即使在含有绝缘材料时，用腈胶手套摩擦干净电缆(Kapton XC(具有低百分含量的导电石墨的聚酰亚胺，107Ω/sq))不会导致显著的摩擦放电。
上述具有ESD逸散涂层的电缆和延伸部分有效地避免了电荷积累，从而消除了作为ESD或EOS损坏来源的该机制。所述电缆适用于任何需要ESD或EOS保护的器件或电子元件。所述电缆在耦合到磁存储装置中的MR感应器时尤其有用，所述装置如磁带驱动器或磁盘驱动器。
所述实施例不会明显地影响电缆的机械性能，如弯曲劲度或重量，这使其优选用于其它ESD和EOS保护装置，所述其它装置的重量可能会干扰磁带或磁盘磁头的致动。
尽管上面描述了多种实施例，可以理解，其仅以示例的方式提出，而不具有限制性。因此，优选实施例的广度和范围将不受到上述任何示例实施例的限制，而是仅由附加的权利要求书及其等同物所限定。
权利要求
1.一种用于保护电子器件免受静电放电(ESD)的损坏的装置，包括电缆，其具有耦合到电子器件的引线、以及用于提供对所述引线的接触的第一端口；延伸部分，其具有电耦合到所述电缆的所述引线的引线，以及用于提供对所述延伸部分的所述引线的接触的第二端口；以及其中，短路装置可以被耦合到所述两端口之一，用于在所述延伸部分的所述引线与所述电缆的所述引线之间形成短路。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线被焊接到所述电缆的所述引线上。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线通过压装被物理耦合到所述电缆的所述引线上。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线通过利用各向异性导电膜(ACF)被耦合到所述电缆的所述引线上。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述延伸部分是所述电缆的一整体的部分。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述延伸部分从所述电缆的所述第一端口直接延伸。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述短路装置可以被可折卸地耦合到所述两端口之一。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述短路装置包括金属丝网或金属板。
9.如权利要求1所述的装置，还包括接地装置，用于使所述短路装置电接地。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述接地装置包括阻抗高于所述短路装置的电阻器。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述电缆和所述延伸部分的外表面包括静电逸散材料。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述电子器件包括磁阻元件。
13.一种保护磁阻磁头免受静电放电(ESD)的损坏的装置，包括电缆，其具有耦合到电子器件的引线、以及用于提供对所述引线的接触的第一端口；延伸部分，其具有电耦合到所述电缆的所述引线的引线，以及用于提供对所述延伸部分的所述引线的接触的第二端口；以及其中，短路装置可以被可拆卸地耦合到所述两端口之一，用于在所述延伸部分的所述引线与所述电缆的所述引线之间形成短路。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线被焊接到所述电缆的所述引线上。
15.如权利要求13所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线通过压装被物理耦合到所述电缆的所述引线上。
16.如权利要求13所述的装置，其中所述延伸部分的所述引线通过利用各向异性导电膜(ACF)被耦合到所述电缆的所述引线上。
17.如权利要求13所述的装置，其中所述延伸部分是所述电缆的一整体的部分。
18.如权利要求13所述的装置，其中所述短路装置包括金属丝网或金属板。
19.如权利要求13所述的装置，还包括接地装置，用于使所述短路装置电接地。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述接地装置包括阻抗高于所述短路装置的电阻器。
21.如权利要求13所述的装置，其中所述电缆和所述延伸部分的外表面包括静电逸散材料。
22.一种用于保护电子器件免受静电放电(ESD)的损坏的方法，电缆被耦合到所述电子器件，所述电缆具有用于提供对其引线的接触的第一端口，延伸部分具有被电耦合到所述电缆的所述引线的引线、以及用于提供对所述延伸部分的所述引线的接触的第二端口，所述方法包括将短路装置耦合到所述两端口之一，从而在所述延伸部分的所述引线与所述电缆的所述引线之间形成短路；将外部装置耦合到所述两端口的另一端口；以及除去所述短路装置。
23.如权利要求22所述的方法，还包括物理拆除未附接到所述外部装置的所述端口。
24.如权利要求22所述的方法，还包括用绝缘材料覆盖未附接到所述外部装置的所述端口。
25.如权利要求22所述的方法，其中可以将所述短路装置可拆卸地耦合到所述两端口之一。
26.如权利要求22所述的方法，还包括将所述短路装置电接地。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述接地包括阻抗高于所述短路装置的电阻器。
28.如权利要求22所述的方法，其中所述电缆和所述延伸部分的外表面包括静电逸散材料。
29.如权利要求22所述的方法，其中所述外部装置是测试装置。
30.如权利要求22所述的方法，其中所述外部装置是最终用户装置。
全文摘要
一种用于保护例如MR磁头的电子器件免受ESD/EOS的损坏的保护装置，包括电缆，其具有耦合到所述电子器件的引线、以及提供对该引线的接触的第一端口。具有到所述电缆的每根引线的一一对应电连接的第二端口，提供了到全部所述引线的第二电接触。短路装置被耦合到所述两端口之一，从而在所述电缆引线和延伸部分引线之间形成短路。另一端口可以用于耦合到外部装置，例如测试器或最终装置，同时所述短路装置提供ESD/EOS保护。
文档编号G11B33/14GK1822099SQ20051011561
公开日2006年8月23日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年11月10日
发明者I·E·T·伊本 申请人:国际商业机器公司