用于静电放电保护的火花间隙的制作方法

专利名称：用于静电放电保护的火花间隙的制作方法
技术领域：
以下描述的内容是有关于用于静电放电(Electrostatic Discharge; ESD)
保护的火花间隙。
背景技术：
无线手持装置(handset)的电子电路对于静电放电极为敏感。在一些实 例中，静电放电保护是通过使用单一或一阵列的瞬态电压抑制(transient voltage suppression; TVS) 二极管或叠层片式压敏电阻器(multilayer varistor; MLV)滤波器来实现。当电压高于雪崩击穿电压(avalanche breakdown voltage)
时，瞬态电压抑制二极管对超过的电流进行分流。瞬态电压抑制二极管的作 用如同箝位装置，用来抑制大于击穿电压的电压。叠层片式压敏电阻器具有 可变的电阻值。当低电压作用于叠层片式压敏电阻器时，叠层片式压敏电阻 器具有高阻抗。当大于阈值的高电压作用于叠层片式压敏电阻器时，叠层片 式压敏电阻器则具有低阻抗，以使电流从其中通过流至接地端，并将作用电 压箝制在特定数值。在峰值(spike)电压与电流通过后，叠层片式压敏电阻 器将恢复到高阻抗状态。

发明内容
一般来说， 一方面，第一导线具有第一端与第二端，所述第二端电性耦 接于电子电路的参考接地；第二导线具有第一端与第二端，所述第二导线的第一端与该第一导线的第一端相互间隔，以在第一与第二导线的第一端之间 形成火花间隙，第二导线的第二端电性耦接于节点以接收信号。第三导线连 接在第二导线的第一端的邻近区域连接于该第二导线，该第三导线电性耦接 于所述电子电路的电子组件，其中，该第三导线具有耦接于该第二导线的区 段，且所述区段相对于第二导线具有一个角度。
实现方式可包含一个或多个下列特征。第一与第二导线可提供直线放电 路径，经由该第二导线的区段、火花间隙，直到第一导线的第一端。第一与 第二导线也可以提供放电路径，经由该第二导线的区段、火花间隙，直到第 一导线的第一端，其中，所述放电路径弯曲小于30度。相对于第二导线，第
三导线的所述区段具有75至U105度范围(例如垂直)的角度。第三导线具 有一个弯曲(例如具有75到105度范围的角度，如90度)，以减少静电 放电通过第三导线至所述电子组件的可能性。第三导线可具有一个区段，自 第二导线延伸至所述弯曲，所述区段沿着一个方向延伸，该方向相对于放电 路径具有一个角度(例如75至U 105度范围内的角度，如90度)，而所述放 电路径起始于第二导线，通过该火花间隙至第一导线。
所述第一与第二导线可设置于电路板的表面，或者多层电路板的内层。 第一与第二导线的第一端可分别包含锥形部分。第一与第二导线的第一端分 别沿着第一方向逐渐变尖，且第二导线沿着第一方向延伸。第一导线包含第 一焊接垫，位于第一导线的第一端的邻近区域，第二导线包含第二焊接垫， 位于第二导线的第一端的邻近区域，以及所述第一与第二焊接垫可间隔一段 距离，以连接至静电放电(ESD)保护装置的连接器。所述静电放电保护装置 可包含叠层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。所述静电放电保护装置可堆 叠于火花间隙上方。所述节点被配置以由电子电路外部来源接收信号。
一般来说，另一方面，第一信号线沿第一方向延伸；火花间隙单元具有 第一导电线路与第二导电线路，第一导电线路连接于所述第一信号线，第一 与第二导电线路相互间隔以形成火花间隙，第一与第二导电线路沿着第一方向排列，以引导静电放电沿着第一方向，由第一信号线，通过火花间隙至电
性耦接于第二导电线路的参考接地；以及，第二信号线于第一导电线路的邻
近区域连接于第一导电线路或第一信号线，第二信号线沿着第二方向延伸， 且第二方向相对于第一方向具有一个角度。
实现方式可包含一个或多个下列特征。第一方向相对于第二方向具有75 到105度范围内的角度。第一与第二导电线路可设置于衬底的表面，而火花 间隙装置可包含静电放电保护装置，相对于所述表面，静电放电保护装置堆 叠于火花间隙上方，所述静电放电保护装置具有多个连接器，分别耦接于第 一与第二导电线路的一部分。静电放电保护装置可包含叠层片式压敏电阻器
或瞬态电压抑制器。第二信号线可连接于第一导电线路的较宽部分。第二信 号线于第一导电线路邻近区域的第一交叉点上，连接于第一信号线。第一与 第二导电线路分别包含具有较宽部分与较窄部分的锥形导电线路，第一导电 线路的较窄部分与第二导电线路的较窄部分相互间隔，以形成火花间隙。
一般来说，另一方面，第一导电线路电性耦接于电子电路的参考接地； 第二导电线路与第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙。第一导线具有第 一端与第二端，所述第一端连接于第二导电线路，而第二端电性耦接于节点 以接收信号；以及第二导线具有第一端与第二端，第二导线的第一端连接于 第二导电线路，第二导线的第二端连接于电子电路的电子组件。所述第一导 线具有连接于第二导电线路的第一区段，第二导线具有连接于第二导电线路 的第二区段，而第一区段相对于第二区段具有一个角度。
实现方式可包含一个或多个下列特征。第一导电线路具有较宽部分与较 窄部分，而较宽部分电性耦接于参考接地。第二导电线路具有较宽部分与较 窄部分，且第二导电线路的较窄部分，与第一导电线路的较窄部分相互间隔， 以形成火花间隙。相对于第二区段，第一区段具有75到105度范围内的角度。 第一导线的第一区段平行于放电路径，或者相对于放电路径具有-15到15度 范围内的角度，所述放电路径是由第二导电线路的较窄部分至第一导电线路
12的较窄部分。第二导线的第二区段垂直于放电路径，或者相对于放电路径具
有75到105度范围内的角度，所述放电路径是由第二导电线路的较窄部分至 第一导电线路的较窄部分。第一与第二导线，以及第一与第二导电线路设置 于电路板的表面，或者多层电路板的内层。
第一导线可包含第一焊接垫，位于第一导线的第一端的邻近区域，第二 导线可包含第二焊接垫，位于第二导线的第一端的邻近区域，所述第一与第 二焊接垫间隔一段距离，以连接静电放电保护装置的多个连接器。所述静电 放电保护装置可包含叠层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。静电放电保护 装置可堆叠于火花间隙上方。第二导线可具有第三区段，连接于第二区段， 且相对于第二区段具有一个角度。
一般来说，另一方面，导线具有第一区段及第二区段，第二区段相对于 第一区段具有一个角度，第一区段由焊垫接收信号，第二区段连接于电子电 路的电子组件。第一导电线路于第一与第二区段的交叉点上，耦接于所述导 线，且第二导电线路与第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙，所述第二 导电线路电性耦接于电子电路的参考接地。
实现方法可包含一个或多个下列特征。所述导线的第一区段平行于通过 火花间隙的静电放电路径，或者相对于静电放电路径具有-15到15度范围内 的角度，而所述导线的第二区段垂直于通过火花间隙的静电放电路径，或者 相对于静电放电路径具有75到105度范围内的角度。导线的第二区段包含第 一次区段及第二次区段，第二次区段相对于第二次区段具有一个角度，且第 一次区段连接于第一导电线路。第二次区段相对于第一次区段具有75到105 度范围内(例如90度)的角度。第一导电线路可包含第一焊接垫，第二导 电线路可包含第二焊接垫，且第一与第二焊接垫间隔一段距离，以连接静电 放电保护(ESD)装置的多个连接器。所述静电放电保护装置可堆叠于火花间 隙上方。
一般来说，另一方面，第一导电线路耦接于信号线；第二导电线路与第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙，且第二导电线路电性耦接于电子电
路的参考接地；以及静电放电保护装置具有第一连接器与第二连接器，第一 连接器连接于第一导电线路，而第二连接器连接于第二导电线路。
实现方法可包含下列特征。所述静电放电保护装置包含叠层片式压敏电 阻器或瞬态电压抑制器。
一般来说，另一方面，无线装置包含导线，用以提供导电路径，所述导 电路径从连接器的接脚或焊垫，至电子电路的电子组件，所述连接器接脚或 焊垫由无线装置外部的来源接收信号，所述导线具有第一弯曲与第二弯曲。 第一导电线路于第一弯曲处耦接于导线；且第二导线与第一导电线路相互间 隔，以形成火花间隙，第二导电线路电性耦接于电子电路的参考接地。
实现方法可包含下列特征。所述第一与第二弯曲形成75到105度范围内 的角度(例如90度)。
一般来说，另一方面，将静电放电(ESD)脉冲，经由第一导线、连接于 第一导线的第一导电线路、火花间隙及第二导电线路，放电至电子电路的参 考接地，其中，第一导电线路与第二导电线路相互间隔，以形成火花间隙， 且第二导电线路耦接于参考接地。经由第一导线与第二导线，将信号传送至 电子组件，或由该电子组件处接收信号，所述电子组件电性耦接于第二导线， 第二导线具有一个区段，所述区段连接于第一导线或第一导电线路的一部分， 而所述区段相对于第一导线具有一个角度。
实现方法可包含下列一个或多个特征。可在第三导线中提供弯曲，以降 低静电放电脉冲通过第三导线至电子组件的可能性。所述第三导线的弯曲具 有75至ljl05度范围内的角度(例如90度)。透过第一导线传送信号包含
传送自电子电路外部的来源所接收的信号。静电放电脉冲透过具有第一连接 器与第二连接器的静电放电保护装置放电，第一连接器耦接于第一导线，而 第二连接器耦接于第二导线。所述第一导线、第一导电线路、第二导电线路 与参考接地可设置于电路板的外部表面或内部表面。
14一般来说，另一方面，提供直线放电路径给静电放电(ESD)脉冲，以由 第一节点开始，通过第一导电线路与火花间隙，传导到电性耦接于电子电路 的参考接地的第二导电线路。提供导电路径给信号，以在节点与电子电路的 电子组件之间传导，而无须通过火花间隙，其中，导电信号路径包含至少一 个弯曲，以及导电信号路径的至少一部分与直线放电路径重叠。
实现方法可包含下列一个或多个特征。所述直线放电路径于第一信号线 上与导电路径重叠。所述弯曲位于导电路径与直线放电路径分叉处。另一弯 曲位于导电路径与直线放电路径分叉后的导电路径上。静电放电保护装置堆 叠于火花间隙上方，以为静电放电脉冲提供第二放电路径。提供导电路径可 包含提供通过电路板外部表面或内部表面的多个导电组件的导电路径。
上述或其它方面的实施例与特征、或其组合，可以通过执行功能的方法、 装置、系统、工具或其它方式加以描述。
本发明实施例的优点及特征包含下列一个或多个项目。增加些许成本即 可增强静电放电保护。在无线手持装置鉴定时，可满足静电放电的要求。增 加芯片外印刷电路板的静电保护，可避免对无线装置操作的干扰，并避免无 线装置遭受永久性破坏。制造商可选择单独使用火花间隙单元，或者搭配叠 层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器装置，在无须修改印刷电路板的情况下， 使用火花间隙单元。组合的火花间隙单元、叠层片式压敏电阻器或瞬态电压 抑制器装置仅需占用电路板上的一小块区域。
本发明所列举的一个或多个实施例以及与其结合的附图与说明将于下文 详细描述。本发明的其它特性、目的及优点可由附图、相关描述及权利要求 中得出。


图1及图2是用以示范的火花间隙单元与信号线的示意图； 图3是用以示范的火花间隙单元的布局示意15图4是用以示范的电子电路的一部分的电路图5是图4的电子电路的一部分的布局示意图6是用以示范的电子电路的另一部分的电路图7是图6的电子电路的另一部分的布局示意图8是用以示范的组合静电放电保护装置的剖面图9是用以示范的使用具有火花间隙单元的电子装置的流程图IO是用以示范的将静电放电保护提供至电子装置的流程图11与图12是用以示范的火花间隙单元及信号线的示意图。
不同图示中的类似符号代表类似的元件。
具体实施例方式
请参考图1，用以示范的电子电路90包含火花间隙单元100，其具有第 一导电线路102及第二导电线路104，第一导电线路102与第二导电线路104 彼此间隔一段距离，以形成火花间隙106。在某些实施例中，导电线路102与 104逐渐变尖，分别形成尖端108与110，且相互面对，以利于静电放电脉冲 透过火花间隙106进行放电。第一导电线路102电性耦接于具有接地参考电 压的参考接地112。第二导电线路104连接于第一信号线114，节点118具有 接收静电放电的可能，并电性耦接于第一信号线U4。节点118，举例来说， 可以是输入/输出接口 118，用来连接外部装置或使用者。电子电路90可应用 于电子装置，举例来说，无线电话或其它便携装置。
火花间隙单元100具有一个击穿电压，其可依据第一与第二导电线路102 与104的几何形状，以及依据第一与第二导电线路102与104的间距改变。 当具有超过击穿电压的电压(相对于接地参考电压)的静电放电脉冲传导至 导电线路104时，将于火花间隙106处产生一个电弧(arc)，使得静电放电 脉冲，可以透过火花间隙106与导电线路102，放电至参考接地112。
电子电路90具有下述特征第一信号线114、第二导电线路104及第一导电线路102被配置于同一直线上，以提供直线放电路径120，使得静电放电 脉冲由第一信号线114传导至参考接地120。第二信号线116连接至第二导电 线路104，沿着垂直于第一信号线114的方向延伸。第二信号线116可电性耦 接于用来处理第二信号线116上的信号的电子组件。
对于电子电路90所处理的一般信号来说，火花间隙单元100具有高阻抗， 因此， 一般信号可于信号线114与116上传送，不受火花间隙单元100影响。 当于节点118上接收到静电放电脉冲时，静电放电脉冲更有可能在直线放电 路径120上传导，而非传导于路径122上，其中，从第一信号线114至第二 信号线116，路径122成90度弯曲。上述做法可保护连接至第二信号线116 的任意电子组件，避免其受到高电压的静电放电脉冲的破坏。
在图1所示的范例中，导电线路102与104分别具有三角形的锥形部分。 其它形状及大小也可以应用于导电线路102与104。
在某些实施例中，第一导电线路102、第二导电线路104、第一信号线114、 第二信号线116、参考接地112及节点118都制作于一个衬底的表面上，例如 电路板。此外，也可以被制作于多层电路板的内层。火花间隙单元IOO，可由 形成信号线(例如114与116)所使用的相同金属层蚀刻而成，因此，只须 要增加些许成本，即可制作出火花间隙单元IOO。在火花间隙单元100中，制 作导电线路102与104的图案，与制作第一信号线114与第二信号线116的 图案相似，因此，并不需要额外的工艺步骤来制作火花间隙单元100。
火花间隙单元100可以在电子电路90中具有静电放电的可能性、或者包 含敏感组件的任何位置使用。举例来说，火花间隙单元100可将静电放电保 护提供给键盘开关、电池接头、充电器接头、用户识别模块(Subscriber Information Module; SIM)接头、输入/输出连接器、或者音频/视频端子等。 火花间隙单元IOO也可以连接至用于封闭电子电路90的金属外壳。
请参考图2，在一些实施例中，第二信号线116具有弯曲130，使得从第 一信号线114开始，到电性耦接于第二信号线116的电子组件之间的信号线路径134具有至少两个弯曲。增加弯曲130，可进一步降低静电放电在第二信 号线116上传导至电子组件的可能性，同时，提高了静电放电透过直线放电 路径120，放电至参考接地112的可能性。
在图2所示的范例中，电路板为多层电路板，且信号线116的一端耦接 于过孔焊垫132 (viapad)，而过孔焊垫132透过过孔耦接于电路板另一层的 另一信号线，其它的信号线则电性耦接于电子组件。
请参考图3，在某些实施例中，火花间隙具有距离G，大小为4密耳(mil; 1密耳=1/1000英寸)，第一导电线路102与第二导电线路104分别具有12 密耳的宽度W及12密耳的长度L，而火花间隙单元100具有28密耳的总长 度T。此处所示的尺寸仅用于例示的目的。火花间隙单元100可以具有其它的 尺寸与形状。举例来说，火花间隙G可以制作的更小一点。
图4是用以示范的电子电路140的一部分的电路图，包含键盘开关单元 142与火花间隙单元144。
图5是电子电路140的一部分的布局示意图。图4所示的键盘开关单元 142包含环状焊垫152，而导电线路154与156用来形成火花间隙单元144。 环状焊垫152透过信号线146连接至导电线路154。导电线路156电性耦接于 参考接地。信号线148连接至导电线路154与电子组件，所述电子组件用来 处理在信号线148上传送的信号。信号线148于垂直于信号线146的方向上 延伸。信号线146、导电线路154与导电线路156沿着一条直线排列。如上所 述，这样的配置可使得自环状焊垫152处接收的静电放电将透过直线放电路 径放电至参考接地，而不是透过信号线148传导至电子组件。
图6是用以示范的电子电路160的电路图，电子电路160包含使用者 可存取的连接器164 (例如连接至外部信号电缆)以及接口 166，接口 166 连接至信号处理器168(或数据处理器)，用来处理接收自连接器164的信号。 电子电路160包含组合静电放电保护装置162，以保护信号处理器168免受 连接器164处接收的静电放电破坏。每一个组合静电放电保护装置162都包含火花间隙单元与另一静电放电保护装置的组合，例如瞬态电压抑制(TVS) 二极管或叠层片式压敏电阻器(MLV)滤波器(有时简称为瞬态电压抑制器 或叠层片式压敏电阻器)。
图7是电子电路160的一部分的布局示意图。组合静电放电保护装置162 的布局包含导电线路170a与170b，两者相互间隔以形成火花间隙172。焊 接垫174a与174b分别连接于导电线路170a与170b。焊接垫174a与174b可 被用于连接至瞬态电压抑制(TVS) 二极管或叠层片式压敏电阻器(MLV) 滤波器的连接器接脚。在这种配置中，火花间隙单元及瞬态电压抑制二极管 或叠层片式压敏电阻器滤波器为平行连接。将瞬态电压抑制二极管或叠层片 式压敏电阻器滤波器与火花间隙单元平行连接可提供更高等级的静电放电保 护，举例来说，保护电子组件免受具有更高电压或功率电平的静电放电破坏。
图8是用以示范的、位于印刷电路板190上的组合静电放电保护装置162 的剖面图。组合静电放电保护装置162包含导电线路170a与170b，两者彼此 间隔以形成火花间隙172。焊接垫174a与174b分别连接至瞬态电压抑制二极 管或叠层片式压敏电阻器滤波器194的连接器接脚192a与192b。
与将火花间隙单元、瞬态电压抑制二极管或叠层片式压敏电阻器滤波器 并排放置的方式比较起来，将瞬态电压抑制二极管或叠层片式压敏电阻器滤 波器堆叠于火花间隙172上方，其更能够减少静电放电保护装置所占用的区 域。这种方式特别适用于具有小电路板的无线装置。
图7所示的布局设计具有下列优点在电路板设计或制作完成后，提供 弹性让电子电路160的制造商决定，是否包含瞬态电压抑制二极管或叠层片 式压敏电阻器滤波器。举例来说，对相同电路板来说，可使用不同等级的电 子组件，以抵挡不同等级的静电放电。若电性耦接于电子组件的接口能够抵 挡较高的静电放电，则火花间隙可提供足够的静电放电保护，而不需在火花 间隙上方堆叠瞬态电压抑制器或叠层片式压敏电阻器装置。另一方面，若电 性耦接于电子组件的接口仅能够抵挡较低的静电放电，则在火花间隙上方堆
19叠瞬态电压抑制器或叠层片式压敏电阻器装置将有助于增加静电放电保护能 力。瞬态电压抑制器或叠层片式压敏电阻器装置可选择性地附加在火花间隙 单元的一部分。
在一些实施例中，制造商会生产不同型号的电子装置(例如无线电话)， 其使用相同的电路板，但执行不同的应用软件，且具有不同的外部机壳设计。 较高价的无线装置型号会装配功能较佳的应用软件。制造商可决定将瞬态电 压抑制器或叠层片式压敏电阻器装置与火花间隙平行配置，用以加强静电放 电保护。较低价的无线装置型号则会装配功能较少的应用软件，而制造商会 选择使用火花间隙作为静电放电保护，而不使用瞬态电压抑制器或叠层片式 压敏电阻器装置。
在图7所示的范例中，导电线路170a电性耦接于参考接地176，而导电 线路170b电性耦接于信号线184，再连接至接口节点166。信号线174、导电 线路170b及导电线路170a可以为自接口节点166处接收的静电放电提供直 线放电路径。
信号线178的一端连接于焊接垫174a，另一端则连接于过孔焊垫182 (用 来电性耦接至电路板另一层的另一信号线，而其它信号线连接至电子组件)。 信号线178具有第一部分，其连接于焊接垫174b，其中，第一部分沿着垂直 于信号线174的方向延伸。这使得静电放电比较不可能通过信号线178传导 至电性耦接于信号线178的电子组件。信号线178具有90度的弯曲180，进 一步减少静电放电通过信号线178传导至电子组件的可能性，并且增加静电 放电通过直线放电路径放电至参考接地176的可能性。
在一些实施例中，具有火花间隙单元100的印刷电路板可利用下列工艺 制作。将导体层(例如铜片)在非导体衬底(例如由玻璃纤维、树脂或 合成材料组成)上形成薄片。在衬底上，利用例如丝网印刷工艺(silk screen printing process)将导体层图案化，以印刷出火花间隙单元100的信号线及导 电线路所需的图案。导体层的多余部分则被蚀刻除去。保护涂层覆盖于衬底上及导体层的保留部分。通过钻孔(drilling)穿透衬底或激光蒸发(laser evaporation)来形成过孔(via)或洞(hole)。
非导体保护涂层(例如防焊膜)可覆盖于电路板上，用来避免短路， 以及提供阻隔环境的保护。在固定或焊接电子组件的位置上，例如信号线 或连接器焊垫部分，非导体保护涂层被移除，且在暴露的导体层部分涂上导 体保护涂层，例如利用化镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold; ENIG) 涂层以避免氧化。
在一些实施例中，当利用组合静电放电保护装置时，在火花间隙单元的 导电线路上，焊接垫的非导体保护涂层将会被移除，且在暴露的焊接垫上涂 上化镍浸金保护涂层。在一些实施例中，火花间隙(例如106)上方的非导 体保护涂层会被移除。上述步骤仅用于例示， 一些步骤也可在制作工艺中移 除，或包含一些额外的步骤。
图9是用以示范的使用具有火花间隙单元的电子装置的流程图200。将静 电放电脉冲，经由第一导线、第一导电线路、火花间隙与第二导电线路，放 电至电子电路的参考接地(202)。第一导电线路与第二导电线路相互间隔， 以形成火花间隙，而第二导电线路耦接于参考接地。举例来说，第一导线、 第一导电线路、火花间隙与第二导电线路为静电放电脉冲提供直线放电路径 (如图l所示的120)，以将静电放电脉冲传导至参考接地。第一与第二导电 线路分别具有锥形部分，如三角形。第一导线可以是导线114、第二导线可以 是导线116、第一导电线路可以是导电线路104、第二导电线路可以是导电线 路102，以及参考接地可以是参考接地112。
将信号经由第一导线与第二导线，传送至电性耦接于第二导线的电子组 件中，或从所述电子组件接收信号(204)。第二导线具有一个区段，其连接 至第一导线或者第一导电线路的一部分，其中，相对于第一导线，所述区段 具有一个角度。举例来说，所述角度可以是90度。第一与第二导线可提供导 电路径(如图1所示的122)，其具有一个弯曲，用以降低静电放电脉冲由第
21二信号线传导至电子组件的可能性。第二导线可具有一个或多个弯曲，以进 一步降低静电放电脉冲由第二信号线传导至电子组件的可能性。
举例来说，第二信号线可以是图1所示的信号线116。所述信号可以是自 电子组件的外部来源所接收的信号。静电放电脉冲可透过静电放电保护装置 放电，例如瞬态电压抑制器或叠层片式压敏电阻器，其分别具有第一连接 器与第二连接器，分别耦接于所述第一与第二导电线路。瞬态电压抑制器或
叠层片式压敏电阻器可堆叠在火花间隙上方。
图10是用以示范的将静电放电保护提供至电子装置的流程图210。为静
电放电脉冲提供直线放电路径，从第一节点开始，经由第一导电线路与火花
间隙，传导至电性耦接于电子电路的参考接地的第二导电线路(212)。举例 来说，直线放电路径可以是图1所示的直线放电路径120。为信号提供导电路 径，以在不需经由火花间隙的情况下，在第一节点与电子电路的电子组件间 传送所述信号。所述导电信号路径包含至少一个弯曲，且导电信号路径的至 少一部分与直线放电路径重叠。举例来说，所述导电路径可以是路径122。
本发明的许多范例已详细叙述如上。但是，应可理解，在不脱离本发明 的宗旨与范畴下，可以实施各种调整。举例来说，第一信号线114与第二信 号线116的夹角可以不是卯度，例如，可以是75度到105度范围内的角度。 举例来说，第二信号线116的弯曲130的角度可以不是90度，例如，可以是 75度到105度范围内的角度。第二信号线116可具有多个弯曲。多个火花间 隙单元可平行放置。火花间隙单元的导电线路，可使用不同于信号线的材料， 如具有较高熔点的金属合金。导电线路104可被视为信号线114的扩展，因 此，在图1的范例中，，第二信号线116可被视为在第一信号线114的一端 的邻近区域，连接至第一信号线114。相对于参考接地电压，静电放电脉冲可 具有正或负电压电平。而在一个电子电路中，可具有多个参考接地电压。
请参考图ll，在一些实施例中，在火花间隙单元100的导电线路104的 邻近区域中，第二信号线116可连接至第一信号线114的交叉点220上。举例来说，自交叉点220到导电线路102 (耦接于参考接地)的传导距离，少于 (例如少于一半)自交叉点220开始，到电性耦接于第二信号线116的电 子组件的传导距离。如此一来，静电放电脉冲在到达电子装置前，即会被放 电至参考接地。
请参考图12，在一些实施例中，第一与第二信号线114与116在信号线 的弯曲230处，可看作是具有突出(portmsion) 232的单一信号线。导电线路 234电性耦接于参考接地，与突出232彼此间隔，其中，突出232与导电线路 234间形成火花间隙236。
因此，其它实施例及应用也涵盖于后附的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种装置，包含第一导线，具有第一端与第二端，其中，该第二端电性耦接于电子电路的参考接地；第二导线，具有第一端与第二端，该第二导线的该第一端与该第一导线的该第一端相互间隔，以在该第一导线的该第一端与该第二导线的该第一端间形成火花间隙，而该第二导线的该第二端电性耦接于节点，用来接收信号；以及第三导线，于该第二导线的该第一端的邻近区域连接于该第二导线，该第三导线电性耦接于该电子电路的电子组件，其中，该第三导线的一个区段连接于该第二导线，且该区段相对于该第二导线具有一个角度。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线与该第二导线提供直线放电路径，该直线放电路径通过该第二导线的一个区段与该火花间隙， 到达该第一导线的该第一端。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线与该第二导线提供 放电路径，该放电路径通过该第二导线的一个区段与该火花间隙，到达该第一导线的该第一端，该放电路径弯曲小于30度。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第三导线的该区段，相对于该第二导线具有75到105度范围内的角度。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第三导线的该区段垂直于该第二导线。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第三导线具有弯曲，以降低通过该第三导线至该电子组件的静电放电的可能性。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该第三导线的该弯曲具有介于75到105度之间的角度。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该第三导线弯曲90度。
9. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第三导线具有从该第二导线 延伸至该弯曲的一个区段，而放电路径起始于该第二导线，通过该火花间隙 至该第一导线，该区段相对于该放电路径具有一个角度，并沿着该角度的方 向延伸。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于该第三导线的该区段沿着该角度的方向延伸，该角度为相对于该放电路径75到105度的范围内。
11. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线与该第二导线设置于电路板的表面、或多层电路板的内层。
12. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线的该第一端与该 第二导线的该第一端分别包含锥形部分。
13. 如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线的该第一端及该 第二导线的该第一端沿着第一方向逐渐变尖，且该第二导线沿着该第一方向 延伸。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于该第一导线包含第一焊接垫， 该第一焊接垫位于该第一导线的该第一端的邻近区域，该第二导线包含第二 焊接垫，该第二焊接垫位于该第二导线的该第一端的邻近区域，以及该第一 焯接垫与该第二悍接垫相互隔开一段距离，以连接静电放电保护装置的多个 连接器。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于该静电放电保护装置包含叠 层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。
16. 如权利要求14所述的装置，更包含该静电放电保护装置，且该静电放电保护装置堆叠于该火花间隙上方。
17. 如权利要求14所述的装置，其特征在于该节点被配置以从该电子电路外部的来源接收该信号。
18. —种装置，包含第一信号线，沿第一方向延伸；火花间隙单元，具有第一导电线路与第二导电线路，该第一导电线路连 接于该第一信号线，该第一导电线路与该第二导电线路相互间隔以形成火花 间隙，该第一导电线路与该第二导电线路沿着该第一方向排列，以引导静电 放电沿着该第一方向，由该第一信号线，通过该火花间隙至参考接地，且该 参考接地电性耦接于该第二导电线路；以及第二信号线，在该第一导电线路的邻近区域，连接于该第一导电线路或 该第一信号线，该第二信号线沿着第二方向延伸，且该第二方向相对于该第 一方向具有一个角度。
19. 如权利要求18所述的装置，其特征在于该第二方向相对于该第一方 向具有75到105度范围内的角度。
20. 如权利要求18所述的装置，其特征在于该第一导电线路与该第二导 电线路设置于衬底的表面，而该火花间隙单元更包含静电放电保护装置，相对于该表面，该静电放电保护装置堆叠于该火花 间隙上方，该静电放电保护装置具有多个连接器，该多个连接器分别耦接于 该第一导电线路与该第二导电线路的多个部分。
21. 如权利要求20所述的装置，其特征在于该静电放电保护装置包含叠层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。
22. 如权利要求20所述的装置，其特征在于该第二信号线连接于该第一导电线路的较宽部分。
23. 如权利要求20所述的装置，其特征在于该第二信号线在该第一导电线路邻近区域的第一交叉点上，连接于该第一信号线。
24. 如权利要求20所述的装置，其特征在于该第一导电线路与该第二导电线路分别包含具有较宽部分与较窄部分的锥形导电线路，而该第一导电线 路的该较窄部分与该第二导电线路的该较窄部分相互间隔，以形成该火花间
25. —种装置，包含第一导电线路，电性耦接于电子电路的参考接地； 第二导电线路，与该第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙； 第一导线，具有第一端与第二端，该第一端连接于该第二导电线路，而该第二端电性耦接于节点，以接收信号；以及第二导线，具有第一端与第二端，该第二导线的该第一端连接于该第二导电线路，该第二导线的该第二端连接于该电子电路的电子组件，其中，该第一导线具有连接于该第二导电线路的第一区段，该第二导线具有连接于该第二导电线路的第二区段，而该第一区段相对于该第二区段具有一个角度。
26. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第一导电线路具有较宽部 分与较窄部分，该较宽部分电性耦接于该参考接地。
27. 如权利要求26所述的装置，其特征在于该第二导电线路具有较宽部 分与较窄部分，且该第二导电线路的该较窄部分与该第一导电线路的该较窄 部分相互间隔，以形成该火花间隙。
28. 如权利要求25所述的装置，其特征在于相对于该第二区段，该第一 区段具有75到105度范围的角度。
29. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第一导线的该第一区段平 行于放电路径，或相对于该放电路径具有-15到15度范围内的角度，该放电 路径是由该第二导电线路的该较窄部分，至该第一导电线路的该较窄部分。
30. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第二导电线路的该第二区 段垂直于放电路径，或相对于该放电路径具有75至U 105度范围内的角度，该 放电路径是由该第二导电线路的该较窄部分至该第一导电线路的该较窄部 分。
31. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第一导线与该第二导线， 以及该第一导电线路与该第二导电线路，是设置于电路板的表面，或者多层电路板的内层。
32. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第一导线包含第一焊接垫， 该第一焊接垫位于该第一导线的该第一端的邻近区域，该第二导线包含第二 焊接垫，该第二焊接垫位于该第二导线的该第一端的邻近区域，以及该第一 焊接垫与该第二焊接垫间隔一段距离，以连接静电放电保护装置的多个连接器。
33. 如权利要求32所述的装置，其特征在于该静电放电保护装置包含叠 层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。
34. 如权利要求32所述的装置，更包含该静电放电保护装置，该静电放电 保护装置堆叠于该火花间隙上方。
35. 如权利要求25所述的装置，其特征在于该第二导线具有第三区段， 该第三区段连接于该第二区段，且相对于该第二区段具有一个角度。
36. —种装置，包含导线，具有第一区段及第二区段，该第二区段相对于该第一区段具有一 个角度，该第一区段从焊垫接收信号，该第二区段连接于电子电路的电子组 件；第一导电线路，在该第一区段与该第二区段的交叉点上耦接于该导线；以及第二导电线路，与该第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙，该第二 导电线路电性耦接于该电子电路的参考接地。
37. 如权利要求36所述的装置，其特征在于该导线的该第一区段，与通 过该火花间隙的静电放电路径平行，或相对于该静电放电路径具有-15到15 度范围内的角度，且该导线的该第二区段，与通过该火花间隙的该静电放电 路径垂直，或者相对于该静电放电路径具有75到105度范围内的角度。
38. 如权利要求36所述的装置，其特征在于该导线的该第二区段包含第 一子区段及第二子区段，该第二子区段相对于该第二子区段具有一个角度，且该第一子区段连接于该第一导电线路。
39. 如权利要求38所述的装置，其特征在于该第二子区段相对于该第一子区段具有75到105度范围内的角度。
40. 如权利要求36所述的装置，其特征在于该第一导电线路包含第一焊 接垫，该第二导电线路包含第二焊接垫，以及该第一焊接垫与该第二焊接垫 间隔一段距离，以连接于静电放电保护装置的多个连接器。
41. 如权利要求40所述的装置，更包含该静电放电保护装置，该静电放电 保护装置堆叠于该火花间隙上方。
42. —种装置，包含 第一导电线路，耦接于信号线；第二导电线路，与该第一导电线路间隔，以形成火花间隙，且该第二导 电线路电性耦接于电子电路的参考接地；以及静电放电保护装置，具有第一连接器与第二连接器，该第一连接器连接 于该第一导电线路，该第二连接器连接于该第二导电线路。
43. 如权利要求42所述的装置，其特征在于该静电放电保护装置包含叠 层片式压敏电阻器或瞬态电压抑制器。
44. 一种无线装置，包含导线，提供导电路径，该导电路径从连接器的接脚或焊垫，至电子电路 的电子组件，该连接器的接脚或焊垫从该无线装置外部的来源接收信号，该 导线具有第一弯曲及第二弯曲；第一导电线路，在该第一弯曲处耦接于该导线；以及第二导电线路，与该第一导电线路相互间隔，以形成火花间隙；该第二 导电线路电性耦接于该电子电路的参考接地。
45. 如权利要求44所述的无线装置，其特征在于该第一弯曲及该第二弯 曲形成75到105度范围内的角度。
46. —种方法，包含经由第一导线、连接于该第一导线的第一导电线路、火花间隙以及第二 导电线路，将静电放电脉冲放电至电子电路的参考接地，其中，该第一导电 线路与该第二导电线路相互间隔，以形成该火花间隙，且该第二导电线路耦接于该参考接地；以及经由该第一导线与该第二导线，将信号传送至电子组件，或从该电子组 件处接收该信号，该电子组件电性耦接于该第二导线，该第二导线具有一个 区段，该区段连接于该第一导线或该第一导电线路的一部分，其中，该区段 相对于该第一导线具有一个角度。
47. 如权利要求46所述的方法，包含于第三导线中提供弯曲，以降低该静电放电脉冲通过该第三导线至该电 子组件的可能性。
48. 如权利要求47所述的方法，其特征在于于该第三导线中提供该弯曲包含提供介于75到105度范围的该弯曲。
49. 如权利要求46所述的方法，其特征在于经由该第一导线传送该信号包含传送从该电子电路外部的来源处所接收的该信号。
50. 如权利要求46所述的方法，更包含经由具有第一连接器及第二连接器的静电放电保护装置，将该静电放电 脉冲放电，该第一连接器耦接于该第一导电线路，该第二连接器耦接于该第 二导电线路。
51. 如权利要求46所述的方法，其特征在于经由该第一导线、该第一导电线路、该火花间隙及该第二导电线路，将该静电放电脉冲放电至该参考接地包含将该静电放电脉冲经由设置于电路板的外部表面或内部表面的该第一导 线、该第一导电线路及该第二导电线路，放电至该参考接地。
52. —种方法，包含为静电放电脉冲提供直线放电路径，由第一节点开始，经由第一导电线路及火花间隙，传导至第二导电线路，该第二导电线路电性耦接电子电路的参考接地；以及为信号提供导电路径，以不需经由该火花间隙而在该节点及该电子电路的电子组件之间传送该信号，其中，该导电信号路径包含至少一个弯曲，以及该导电信号路径的至少一部分与该直线放电路径重叠。
53. 如权利要求52所述的方法，包含将该直线放电路径于第一信号线上与该导电路径重叠。
54. 如权利要求53所述的方法，包含将该弯曲置于该导电路径与该直线放电路径分叉处。
55. 如权利要求53所述的方法，包含于该导电路径与该直线放电路径分叉后的该导电路径上提供另一弯曲。
56. 如权利要求52所述的方法，包含将静电放电保护装置堆叠于该火花间隙上方，以为该静电放电脉冲提供第二放电路径。
57. 如权利要求52所述的方法，其特征在于提供该导电路径包含提供经由电路板外表面或内表面的多个导电组件的该导电路径。
全文摘要
一种电子电路(90)，包含第一信号线(114)，沿第一方向延伸；火花间隙单元(100)，具有第一导电线路(102)与第二导电线路(104)，所述第一导电线路(102)连接于第一信号线(114)，第一与第二导电线路(102，104)间隔一段距离，以形成火花间隙(106)，第一与第二导电线路(102，104)沿着第一方向排列，用来引导静电放电沿着第一方向，由第一信号线(114)，通过火花间隙(106)，至电性耦接于第二导电线路(104)的参考接地；以及第二信号线(116)，于第一导电线路(102)的邻近区域连接于第一导电线路(102)或第一信号线(114)，第二信号线(116)沿着第二方向延伸，所述第二方向相对于第一方向具有一个角度。
文档编号H01T1/14GK101689750SQ200880013225
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者卡斯汀·维包格, 强尼斯·哈瑞贝克 申请人:联发科技股份有限公司