专利名称：便携电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于防止由于静电放电引起的电子电路故障的技 术，具体上涉及一种用于防止具有充电端子的便携电子装置中的故障 的技术。
背景技术：
近来，在LSI(大规模集成)中使用的较低操作电压中更容易发生 由来自静电放电噪声等的外部静电磁应力引起的故障。静电放电噪声 可能甚至破坏在电子装置中的LSI。
在专利文件l中公开了一种成像装置，其预先防止由于外部噪声和 静电的效应引起的装置的故障和破坏。图6是示出了在专利文件1中描 述的传统成像装置的方框连接图。其中安装了微电路单元(MCU)的 照像机101具有连接端子T1-T8，以便形成经由连接电缆103而与外部电 子装置102的连接，如图6中所示。在所述连接端子中，作为信号端口 的连接端子T1-T7具有反噪声滤波器FIL1-FIL7。在这种技术中，具有用 于抑制流入信号端口中的高频电流的行为的电子部件被添加，以便当 在摄像机101单元中安装可拆卸的外部电子装置102时，经由作为信号 端口连接端子的连接端子T1-T7通过静电放电电流的流动而避免装置 故障和破坏。在这种情况下，有必要选择具有下述频率特性的电子部 件其仅仅去除不需要的高频噪声电流，而不折衷所需要的高频电子 信号的传送质量。这同时使得下述情况成为必要使得地端口具有尽 可能低的阻抗，从而在地不发生电势差，所述地作为在外部电子装置 102和照像机101单元之间的相互电子信号的参考电势。由于这个原因， 同一类型的部件不被加到地端口。从下述事实这也是明显的没有被 认为是地端口的所加上的滤波器部件的低端连接端子T8不直接地连接到地，如图6中所示。
虽然在目的上与上述的装置不同，在专利文件2中公开了铁氧体材
料的示例，所述铁氧体材料被安装为在便携无线装置的地端口上的高 频电流抑制部件。这种现有技术具有高频的电流抑制部件，其在高频 带中保持高阻抗，其被安装在连接部分上，所述连接部分位于可以使 用内部布置的可充电电池而工作的便携无线装置和所述便携无线装置 的充电单元之间。所述便携无线装置在高频上从所述充电单元切断。
在专利文件2中可以想象，当在便携无线装置单元中安装高频电流抑制 部件时在便携无线装置单元中将发生性能退化，并且所述单元的一个 特性是抑制部件被安装在所述充电单元中。这种现有技术防止高频电 流从便携无线装置单元经由可充电电池流向充电单元，并且防止由于 地电流分布的中断减少便携无线装置的天线增益。
在专利文件3中，其上安装了天线的导电构件和外部部件所连接到 的连接端子经由切断高频电流的传导的高阻抗连接装置而连接，以便 在具有可拆卸的外部部件的便携无线装置中，保证可以获得稳定的天 线特性，并且可以减少通过除了其上安装了天线的导电构件之外的导 电构件而作用于天线特性上的效应。换句话说，在现有技术中，用于 切断高频电流的传导的高阻抗部件被连接在位于所述便携无线装置内 并且包含信号收发电路等的导电构件以及用于连接到外部充电单元的 电源端子和地端子之间。安装位置是所述装置的主单元。在其上安装 了所述天线的导电构件中流动的高频电流防止漏到在外部充电单元中 布置的导电构件中，并且稳定天线特性。但是，在高阻抗部件中要求 在由天线使用的频率中的120T (欧姆)或者更大的高阻抗，以便实现 这个目标。
另一方面，已知由于流入地电路中的静电放电电流而导致的在地 电路中的振荡的发生对于CMOS电路具有有害的影响，如在例如非专利 文件1中所述。在所述文件中，描述了一种技术，其中，作为用于处理这个问题的有效方式，向所述电路添加串联电阻或者电容。
专利文件l:日本提前公开专利申请第09-275515号 专利文件2:日本提前公开专利申请第11-341126号 专利文件3:日本专利第3425073号
非专利文件l: Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance (适于EMC的印刷电路板设计技术)，Mark I. Montrose。 其丰皮Hirokazu Deguchi禾口Masaai Taue番羽译为"Puronto Eairo no EMC Sekkei" ， Oomu-sha， 1997年11月25日，第160-161页。
发明内容
但是，如上所述的现有技术具有诸如如下所述的那些的问题。
在专利文件l中公开的现有技术具有问题静电噪声的进入路径固 有地限于信号端口。其原因是难于类似于地端口那样添加滤波器部件， 因为在高频带中的阻抗必须保持为低，从而不如上所述在地中产生电 势差。但是，在诸如在所述装置中容纳的内部电池上运行的移动电话 的便携电子装置中，所述静电放电噪声的输入路径经常是连接器外壳 或者另一个地端口，而不是信号端口，并且这个不能由专利文件l的技 术处理。
以下提供向便携电子装置中的静电放电噪音的假定入口、随后发
生的二次放电(对所述装置的外部去除电)和作为LSI故障的另外来源
的印刷电路板的地电流的概述。如上所述，噪声的输入路径经常是连 接器外壳或者另一个地端口。从外部进入所述装置的静电噪声或者由 于所述装置的摩擦而导致的在便携电子装置中存在的静电可能引起从 地向所述装置的外部的二次放电。在这种情况下，所述放电路径是充 电端子或者另一个地端口。在这种情况下，可以例如在具有金属桌的 写字台等上发生放电，而与是否所述充电端子被安装在所述充电单元 内无关。印刷电路板的地电流由于此时流动的放电电流而产生振荡，并且由于在地位置产生电势差而导致会发生LSI故障。
在专利文件2中公开的现有技术当试图扩展应用到如上所述的静 电放电噪声时产生一个问题。换句话说，在专利文件中，所述高频抑 制部件被安装在充电单元中，而不是在所述装置单元中，以防止所述 装置单元的性能变差，并且在所述装置单元和所述充电单元之间隔离 高频。因此，当所述装置未被安装在充电单元中时，这种处理静电的 方法不起作用。
在专利文件2和3中公开的现有技术的目的是控制天线特性，目的 不是抑制来自静电放电噪声等的地电流。因为这个原因，在高频抑制 部件中所需要的特性将不可避免地不同，并且两种发明都包含安装
高阻抗部件。
如在非专利文件l中所述的向电路中插入部件具有下述问题当目 标电路的数量相当大时，必须在电路中布置电阻部件或者电容部件， 这导致较大的装置，并且同时禁止了高密度的安装。
考虑到上述问题而设计了本发明，并且其目的是提供一种便携电 子装置，其可以防止下述情形在从外部向便携电子装置应用静电放 电噪声的情况下，经由外部暴露的充电电极等而发生二次放电，并且 经由此时流动的放电电流通过在印刷电路板的地电流中带来的振荡而 引起电路故障。
用于解决本发明的手段
按照本发明的便携电子装置的特征在于，具有印刷电路板、用于 容纳所述印刷电路板的外壳、以及导电部分，所述导电部分被连接到 所述印刷电路板的地，并且其中，其一部分被暴露在所述外壳的外部 上，其中，由于与直流相关的涡流而导致具有损耗的高频电流抑制部 件被串联地布置在所述导电部分和地之间，排除了作为在数据传送中使用的终端的所述导电部分。
当从外部向所述便携电子装置施加静电放电噪声等时，经由充电 电极和暴露到外壳外部的其他导电部件来发生二次放电，所述装置的
地电流由于此时流动的放电电流而引起振荡，并且依赖于地位置来产 生电势差，由此，在电路中产生故障。在本发明中，通过串联地安装 高频电流抑制部件来防止电路故障，所述高频电流抑制部件抑制在所 述印刷电路板地和部分地暴露到外壳外部的导电部件之间的二次放电 电流。优选的是，在直流中具有涡流损失的材料被用作所述高频电流 抑制部件，并且进一步优选的是，所述高频电流抑制部件是低电阻部 件。
在本发明中，所述高频电流抑制部件的安装位置在二次放电电流 向外部放电的部分。而且，对抗部件被集中在单个位置上，并且，与 现有技术相比较可以防止装置尺寸的提高，在现有技术中，惯例是将 高频电流抑制部件安装在静电放电噪声等的进入点。
按照本发明的便携电子装置的特征在于，具有印刷电路板、用于 容纳印刷电路板的外壳、以及导电部分，所述导电部分被连接到所述 印刷电路板的地，并且其中，其一部分被暴露在所述外壳的外部，其 中，具有被认为等同于与具有与直流相关联的高导电率的金属线连接
的情况的电阻值的高频电流抑制部件被串联地布置在所述导电部分和 所述地之间，排除了作为在数据传送中使用的终端的所述导电部分。
所述高频电流抑制部件可以被认为是具有电阻值的高频电流抑制 元件，其被视为等同于与具有与直流相关联的高导电率的金属线连接 的情况。在此，具有极佳的导电率的金属的示例包括银、铜、金、铝 和其他金属，并且还包括这些金属的合金、镀金属等等。从制造成本 角度看，铜和铝是优选的。但是，对于腐蚀具有高抵抗力的镀金可以 被用于连接部分中；并且可以在布线部分中使用铜、铜合金和镀铜等。因此，优选的是，所述高频电流抑制部件可以是具有电阻值的材 料，其被视为等同于与具有与直流相关的高导电率的金属线连接的情
况。具体上，当所述部件是在100MHz或者更高的高频下具有其中实部 Rp是O.I (欧姆)或者更大的阻抗的元件时，可以获得足够的效果，并 且其中，实部Rp是Z或者更小，其中，Z是印刷电路板的特征阻抗的大
不要求所述高频电流抑制部件的阻抗的虚部较大。换句话说，可 以设置引起高频电流的损耗的阻抗，从而实部Rp在100 MHz或者更高的 高频下是O.l (欧姆)或者更大，并且虚部Xp是(Z、Rp""或者更小，其 中，Z是印刷电路板的特征阻抗的大小。
在外壳的外部暴露的导电部分可以例如是移动电话的充电端子等。
本发明的效果
在本发明中，在地和导电部分之间布置的高频电流抑制部件，所 述导电部分被连接到印刷电路板的地，并且部分地暴露到外壳的外部。 可以因此减少当施加静电放电噪声等时引发的印刷电路板的地电流的 振荡，并且可以防止印刷电路板故障和破坏。即使本发明抑制了高频 电流，原始功能也不以任何方式被影响。这是因为唯一的考虑是在 二次放电的放电路径是便携通信终端的充电端子的情况下，通过原始 功能向所述充电端子发送直流或者所述直流寄生的低频电流。而且， 与传统的配置相比较，可以节省安装空间，因为所述高频电流抑制部 件被集中和被布置在单个点上。
图l是示出按照本发明的实施方式的在作为移动电子装置的便携 电话终端中的充电端子的基本结构的透视图；图2是示出了在本发明的实施方式的第一修改实施例中的、具有作
为高频电流抑制部件的带有引线的部件的充电端子的结构的透视图； 图3是示出了在本发明的实施方式的第二修改实施例中的、具有作
为高频电流抑制部件的芯片部件的充电端子的结构的透视图4是示出了按照高频电流抑制部件的存在与否来计算放电电流
的最大值的频率依赖性的结果的图5是描述静电放电的二次放电或者带电电荷的示意图；以及 图6是示出了在专利文件1中公开的传统成像装置的方框连接图。
图例
1:外壳
2:印刷电路板
3:充电电极
4a:充电端子(正电极)
4b:充电端子(负电极或者地)
5:高频电流抑制部件
6:布线图案
7:静电放电
8:印刷电路板地
9:杂散电容
10:接地
11: 二次放电导体
12: 二次静电放电
13:起电电荷(正端子)
14:引线部件
15:芯片部件
101:照像机
102:电子装置
103:连接电缆
MCU:微电路单元Tl-T8:连接端子
FIL1-FIL7:滤波器
具体实施例方式
下面将参考附图来详细说明本发明的实施方式。图l是示出了按照 本发明的实施方式的在作为便携电子装置的移动电话终端中的充电端 子的基本结构的透视图。
印刷电路板2被安装在由外壳1包围的便携电子装置中，并且向外 壳1提供了暴露到外部的一对充电电极3，如图1中所示。 一对充电端子， 即充电端子(正电极)4a和充电端子(负电极或者地)4b被笔直地安装 在印刷电路板2上，并且充电端子(正电极)4a和充电端子(负电极或 者地)4b被连接到所述一对充电电极3。充电端子(正电极)4a和充电 端子(负电极或者地)4b通过与在外壳l外部暴露的充电电极3的金属 部分接触经由充电电极3而电连接到充电单元(未示出)。所述充电端 子(负电极或者地)4b被连接到印刷电路板2的地。此外，高频电流抑 制部件5经由串联而被安装在述充电端子(负电极或者地)4b上。空管 形状的铁氧体磁心被例如用作高频电流抑制部件5。所述铁氧体磁心在 高频范围中具有涡流损耗。本实施方式是一个实施例，其中，高频电 流抑制部件5被安装在现有端子上，并且本实施方式示出了最基本的安 装实施方式。在本实施方式中，高频电流抑制部件5被串联到充电端子 (负电极或者地)4b，其本身被连接到印刷电路板2的地。
具有被视为等同于与具有与直流相关的高导电率的金属线连接的 情况的电阻值的部件可以被用作高频电流抑制部件5，并且不要求所述 部件具有特别高的电阻值。这是因为本发明通过阻止高频电流分量而
抑制了印刷电路板地的电流振荡，并且与其中目的是通过将阻抗设置 为高而减少天线电流的现有技术不同。在此，具有良好的导电率的金 属的示例包括铜和铝。对腐蚀具有高的抵抗力的镀金可以被用于连接 部分；铜、铜合金、镀铜等可以被用于布线部分中；可以使用普通的电极材料。具体上，当所述部件是具有阻抗的部件时，可以实现足够
的效果，在所述阻抗中，实部Rp在100MHz或者更高的高频下是0.1 (欧 姆)或者更大，并且其中，实部Rp是Z或者更大，其中，Z是印刷电路 板2的特征阻抗的大小。不要求高频电流抑制部件5的阻抗的虚部大。 可以设置引起高频电流的损耗的阻抗，从而实部Rp在100 MHz或者更高 的高频下是O.l (欧姆)或者更大，并且虚部Xp是(Z、R^fs或者更小， 其中，Z是印刷电路板2的特征阻抗的大小。
接着，将描述可以经由二次静电放电而在印刷电路板的地中产生 的高频电流。图5是描述静电放电的二次放电或者带电电荷的示意图。 充电端子(负电极或者地)4b被连接到印刷电路板的地8，如图5中所 示。当从所述装置外部的来源发生静电放电7时，有可能经由充电端子 (负电极或者地)4b从印刷电路板地8发生二次静电放电12。或者，当 起电电荷13在来自外部的静电的影响下在印刷电路板的地8累积时，有 可能经由充电端子(负电极或者地)4b发生二次静电放电12。在此假 定，接收二次静电放电12的用于二次放电的电导体11是具有相对于地 面的某种类型的接地10的电导体，或者是具有接地的浮地电容9的电导 体。假定接地10足以移动电荷或者作为由静电放电7注入的二次静电放 电12的带电电荷13，或者假定存在足够的浮地电容9来吸收伴随二次电 荷的电荷。在这种情况下，发生二次静电放电12，并且包含许多高频 分量的陡峭的放电电流流动。此时，在印刷电路板的地8中产生由高频 电流产生的振荡。鉴于上述情况，通过在放电路径上安装高频电流抑 制部件5来抑制从二次静电放电产生的高频电流，并且可以减少在印刷 电路板的地8产生的电势的偏差。高频电流抑制部件5被安装在图5中的 充电端子(负电极或者地)4b上。可以想象，办公室写字台、书柜和 其他金属家具以及汽车、大器具等可以被用作用于二次放电的电导体 11，其具有接地10和浮地电容9。
接着，将描述来自被执行以便确认本实施方式的有效性并且调查 在高频电流抑制部件中要求的电阻属性的数值模拟的结果。作为在高频带中工作的便携通信终端的模型，使用这种情况，其中，静电被应 用到在印刷电路板的边缘的单个点，经由在印刷电路板上设置的充电 端子位置来引入二次放电(去除电)，并且在电磁场模拟中计算在印 刷电路板上的电流分布。图4是示出了在每个频率下在这样的印刷电路 板上的电流分布的最大值的图。换句话说，在图4中被指定为"原始"
的线对应于这种类型的电流分布，并且具有振荡波形，其在500 MHz 和IIOO MHz的附近具有峰值。另一方面，被指定为"终端阻抗改善" 的线是用于其中将O.l (欧姆)的电阻给予充电端子位置的情况的计算 示例。显然，当不存在电阻时观察到的振荡被减少，并且同时减少整 体电流值。从数值计算示例也是显然的，即通过在发生二次放电的充 电端子位置安装具有大约O.l (欧姆)的很小电阻值的部件，可以充分 地抑制具有高频噪声的电流。
接着，将描述本发明的实施方式的修改的实施例。图2和3示出了 本发明的实施方式的第一和第二修改实施例，并且在所述印刷电路板 上实现所述修改。在图2和3中，对于与在图l中的那些相同的构成部件 使用相同的附图标号，并且省略其详细说明。在图2中，作为连接导线 的电子部件的引线部件14被用作高频电流抑制部件，并且这个引线部 件14被串联地插入到充电端子(负电极或者地)4b中。换句话说，因 为引线部件14被串联地插入到充电端子(负电极或者地)4b中，因此 使用布线图案16来接线所述接地的一部分，并且引线部件14被连接到 断开的部分。另一方面，在图3中，没有引线的表面安装的芯片部件15 被用作高频电流抑制部件。换句话说，芯片部件15被安装在布线图案 16上，布线图案16被连接到充电端子(负电极或者地)4b。以这种方 式，通过将高频电流抑制部件串联地布置在布线上的任何位置中，可 以实现本发明的结构，所述布线从在印刷电路板2上的地延伸到在地上 竖立地安装的充电端子。但是，通过将所述部件布置在更接近在图l中 所示的充电电极3的位置，可以获得更大的效率。在这种情况下使用的 高频电流抑制部件是例如铁氧体磁心、芯片珠、环形磁心等，并且这 些部件的任何一个消耗作为热损耗的高频电流的电能。所述部件的形状的示例包括其中通过的单条导线通过空的环状(油炸圈饼)形状 的示例；具有围绕在那附近的导线的示例(参见图2);其中导线通过 烧结的铁氧体材料的示例；或者其中这些形状的任何一些被用作芯片 部件的示例。
在图l-3中示出了本发明的基本配置，但是，通过组合上述的示例
并且串联多个高频电流抑制部件而实现更大的效果。
在本实施方式中，充电端子(负电极或者地)4b被配置，以便经 由充电电极3暴露到外壳1的外部，但是，被暴露到外部的导电部分不 限于充电端子，并且可以是金属的或镀金属的设计部件等，其被用于 耳机塞孔或者铰链的附近。导电部分不必被暴露到外部，但是可以被 应用到金属部件、金属部分、镀金属、导电鍍、导电涂层，或者被应 用到连接到地的任何位置，其中，通过在外壳的缝隙中的间隙等来提 供二次放电所需要的爬电距离(沿着绝缘材料的空间距离，其中，发 生了绝缘击穿)。
产业上的应用
本发明可以有益地被用于防止由静电电荷引起的、在便携电子装 置和其他电子电路中的故障。
权利要求
1.一种便携电子装置，包括印刷电路板；用于容纳所述印刷电路板的外壳；以及导电部分，所述导电部分被连接到所述印刷电路板的地，并且其中，其一部分被暴露在所述外壳的外部，其中，由于与直流相关的涡流而导致具有损耗的高频电流抑制部件被串联地布置在所述导电部分和所述地之间，排除了作为在数据传送中使用的端子的所述导电部分。
2. —种便携电子装置，包括 印刷电路板；用于容纳所述印刷电路板的外壳；以及导电部分，所述导电部分被连接到所述印刷电路板的地，并且其 中，其一部分被暴露在所述外壳的外部，其中，高频电流抑制部件被串联地布置在所述导电部分和所述地 之间，排除了作为在数据传送中使用的端子的所述导电部分，所述高 频电流抑制部件具有被认为等同于与具有与直流相关的高导电率的金 属线连接的情况的电阻值。
3. 根据权利要求2所述的便携电子装置，其中所述高频电流抑制 部件具有阻抗，其中实部Rp对于100MHz或者更高的高频是0.1(欧姆) 或者更大，并且其中实部Rp是Z或者更小，其中，Z是所述印刷电路板 的特征阻抗的大小。
4. 根据权利要求2所述的便携电子装置，其中，所述高频电流抑 制部件具有阻抗，其中实部Rp对于100 MHz或者更高的高频是O.l (欧 姆)或者更大，并且虚部Xp是(Z、Rpys或者更小，其中，Z是所述印刷 电路板的特征阻抗的大小。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的便携电子装置，其中，所 述导电部分是充电端子。
全文摘要
在本发明的便携电子装置中，被暴露到外壳的外部的充电电极被电连接到在印刷电路板上被竖立地安装的一对充电端子，并且作为所述一对充电端子之一的充电端子(负电极或者地)被连接到印刷电路板的地。高频电流抑制部件被串联地安装在所述充电端子(负电极或者地)上。所述高频电流抑制部件是铁氧体磁心、铁氧体珠或者另外的低电阻部件。在这样的配置中，当从便携电子装置的外部应用静电放电噪声时，并且当所述印刷电路板的地电流由于此时流动的放电电流而振荡时，经由外部暴露的充电电极来发生二次放电，由此，防止电路故障。
文档编号H04M1/00GK101297494SQ200680040229
公开日2008年10月29日 申请日期2006年9月12日 优先权日2005年10月27日
发明者吉永孝司, 大月道仁, 片冈坚治 申请人:日本电气株式会社