Brevet FR2947143A1 — publié le 20101224

PROCEDE ET STRUCTURE DE PROTECTION CONTRE LES DECHARGES ELECTROSTATIQUES (ESD) POUR PRODUIT ELECTRONIQUE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne des techniques de protection contre les décharges électrostatiques, et plus particulièrement, un procédé de protection contre les décharges électrostatiques et une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique. 2. Description de l'art connexe Les produits électroniques, tels que des téléphones mobiles, des blocs-notes électroniques, des processeurs numériques, des lecteurs MP3 et des enregistreurs à plume, deviennent de plus en plus populaires. De tels produits électroniques sont compacts, comportent une variété de fonctions puissantes, et deviennent des outils de communication indispensables dans la vie quotidienne. De tels produits électroniques comportent un boîtier et une pluralité de cartes de circuit imprimé, et les cartes de circuit imprimé sont empilées en parallèle dans le boîtier. Toutefois, en utilisation quotidienne, ces produits électroniques sont susceptibles de venir en contact avec le corps humain ou d'autres matériaux, conduisant à la production de décharges électrostatiques (ESD). Un arc électrique produit à la suite d'une décharge électrostatique peut interférer avec le fonctionnement des produits électroniques ou même endommager les produits électroniques. En particulier, pour un produit électronique qui comporte un boîtier doté d'un trou traversant, un arc électrique produit à la suite d'une décharge électrostatique passant à travers le trou traversant peut provoquer l'endommagement des dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESDSD) sous le trou traversant. Afin de protéger un tel dispositif de ce type d'endommagement, les fabricants de produits électroniques fournissent une variété de conceptions de protection pour les dispositifs. En général, les moyens de protection contre les décharges électrostatiques comprennent la mise à la terre de la décharge électrostatique et l'installation d'un circuit de blocage. Pour les bornes d'entrée/de sortie de signal audio d'un produit électronique portatif, un circuit de protection ESD est installé dans une ligne de connexion des bornes d'entrée/de sortie de signal audio pour bloquer ou libérer l'énergie électrostatique, de manière à protéger le produit électronique contre une décharge électrostatique. En outre, le produit électronique fini subira un test de décharge électrostatique pour déterminer sa capacité de protection ESD. En pratique, un fabricant ou un testeur règle l'énergie de sortie d'un canon à décharge électrostatique utilisé pour effectuer le test selon les spécifications du pays dans lequel le produit électronique doit être vendu, déplace le canon à décharge électrostatique près du boîtier du produit électronique ou contre celui-ci pour libérer la décharge électrostatique, et détermine les résultats du test en examinant si un arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique a provoqué ou non un endommagement d'un composant électronique quelconque dans le trou traversant. En général, le circuit de protection contre les décharges électrostatiques mentionné ci-dessus installe un composant résistif, un composant inductif ou un transformateur de filtrage sur une voie d'entrée/de sortie pour des signaux audio pour bloquer la pénétration de la décharge électrostatique dans les composants électroniques. Naturellement, l'installation supplémentaire des composants de protection contre les décharges électrostatiques augmente les coûts de fabrication du produit électronique. De plus, les objectifs de conception pour les produits électroniques modernes comprennent une fonctionnalité puissante et une taille compacte, et il est donc souhaitable de réduire le nombre de composants électroniques installés dans l'espace limité disponible. En conséquence, l'installation supplémentaire de composants de protection contre les décharges électrostatiques augmente la difficulté de conception de tels produits électroniques. Même si de tels produits électroniques adoptent un moyen de mise à la terre pour libérer la décharge électrostatique, la capacité de libération de la décharge électrostatique par le biais du moyen de mise à la terre est sérieusement dégradée en raison de la taille réduite de ces produits électroniques, ainsi une telle protection contre les décharges électrostatiques est loin d'être optimale. Par conséquent, le développement d'un procédé de protection contre les décharges électrostatiques conjointement à une structure de protection contre les décharges électrostatiques qui évitent les inconvénients mentionnés ci-dessus est une question importante dans l'art. RESUME DE L'INVENTION Au vu des problèmes de l'art antérieur mentionnés ci-dessus, la présente invention fournit un procédé de protection contre les décharges électrostatiques et une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique qui permettent à un concepteur de concevoir un dispositif de protection contre les décharges électrostatiques sans circuit de protection contre les décharges électrostatiques supplémentaire et sans composant apparenté supplémentaire, réduisant ainsi les coûts de fabrication du produit électronique. Lors de l'application à un produit électronique compact, le procédé de protection contre les décharges électrostatiques et la structure de protection contre les décharges électrostatiques peuvent réduire la difficulté de conception pour l'espace limité du produit électronique. En conséquence, la présente invention fournit un procédé de protection contre les décharges électrostatiques, qui est appliqué à un produit électronique doté de manière interne d'un composant électronique, afin de protéger le composant électronique contre une décharge électrostatique, le produit électronique comportant un boîtier doté d'un trou traversant correspondant, en position, au composant électronique et communiquant avec l'extérieur, le procédé de protection contre les décharges électrostatiques comprenant les étapes consistant à : déterminer la longueur d'un arc électrique produit à la suite d'une décharge électrostatique ; et définir la longueur et la forme du trou traversant en fonction de la longueur de l'arc électrique, et former sur le boîtier le trou traversant qui a une longueur non inférieure à la longueur de l'arc électrique, de manière à empêcher l'arc électrique d'atteindre le composant électronique. La présente invention fournit en outre une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique équipé de manière interne d'un composant électronique, afin de protéger le composant électronique contre une décharge électrostatique, le produit électronique comportant un boîtier doté d'un trou traversant correspondant en position au composant électronique et communiquant avec l'extérieur, caractérisée en ce que la longueur et la forme du trou traversant sont définies en fonction de la longueur d'un arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique, le trou traversant n'étant pas inférieur en longueur à la longueur de l'arc électrique, de manière à empêcher l'arc électrique d'atteindre le composant électronique. Dans un mode de réalisation, le trou traversant mentionné ci-dessus comporte une structure de ligne oblique. Dans un autre mode de réalisation, le trou traversant peut être conçu pour avoir une ligne courbe, une ligne courbée continue (en escalier) ou une structure irrégulière. Le composant électronique mentionné ci-dessus est choisi en fonction du produit électronique auquel il est appliqué, y compris tout composant installé dans le trou traversant du boîtier et susceptible d'être endommagé par la décharge électrostatique externe, tel qu'un dispositif sensible aux décharges électrostatiques comme un haut-parleur, un microphone, une diode électroluminescente, un dispositif sensible à l'humidité ou un dispositif de circuit intégré. Par conséquent, un procédé de protection contre les décharges électrostatiques et une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique selon la présente invention sont conçus de sorte à avoir un trou traversant formé dans un boîtier du produit électronique, ce trou traversant ayant une longueur supérieure ou égale à la longueur d'un arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique. La présente invention permet à un concepteur de concevoir un dispositif de protection contre les décharges électrostatiques sans circuit de protection contre les décharges électrostatiques et composant apparenté supplémentaires, réduisant ainsi les coûts de fabrication du produit électronique et la difficulté de conception de la structure de protection contre les décharges électrostatiques. Telle quelle, la présente invention peut être appliquée pour surmonter les problèmes de l'art antérieur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention peut être plus pleinement comprise par la lecture de la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un diagramme en coupe d'une structure de protection contre les décharges électrostatiques d'un mode de réalisation selon la présente invention ; la figure 2 est un diagramme en coupe d'une structure de protection contre les décharges électrostatiques d'un autre mode de réalisation selon la présente invention ; et les figures 3(A) et 3(B) sont des diagrammes en coupe d'un trou traversant d'une structure de protection contre les décharges électrostatiques d'autres modes de réalisation selon la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Les modes de réalisation illustratifs suivants sont prévus pour illustrer la description de la présente invention, ces avantages et effets et d'autres étant facilement compréhensibles par l'homme du métier après lecture de la description de ce mémoire. La présente invention peut également être effectuée ou appliquée par des modes de réalisation différents. Les détails du mémoire peuvent être basés sur des points et des applications différents, et de nombreuses modifications et variations peuvent être conçues sans sortir de l'esprit de la présente invention. La présente invention propose un procédé de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique équipé de manière interne d'un composant électronique, afin de protéger le composant électronique contre une décharge électrostatique. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le produit électronique (non montré) est un téléphone mobile, un bloc-notes électronique, un processeur numérique, un lecteur MP3 ou un enregistreur à plume. Le produit électronique comporte un composant électronique et un boîtier qui couvre le composant électronique. Le boîtier est doté d'un trou traversant. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le composant électronique est un dispositif sensible aux décharges électrostatiques, tel que, sans s'y limiter, un haut-parleur, un microphone, une diode électroluminescente, un dispositif sensible à l'humidité ou un circuit intégré, qui sont facilement endommagés par les décharges électrostatiques. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le trou traversant est un trou de conduction du son, un trou de vis ou un trou de conduction thermique. Dans le mode de réalisation, un produit est donné à titre d'exemple pour illustrer un test de décharge électrostatique. Un porteur de charges électrostatiques génère une décharge électrostatique, et libère un arc électrique. La décharge électrostatique peut également être produite à la suite du frottement du corps humain avec d'autres matériaux, en particulier dans un environnement sec. En conséquence, le porteur de charges électrostatiques peut être, sans s'y limiter, le corps humain ou les matériaux. La longueur de l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique est proportionnelle à l'énergie du porteur de charges électrostatiques. En d'autres termes, plus le porteur de charges électrostatiques est grand, plus la longueur de l'arc électrique devient importante. En pratique, la longueur et la forme du trou traversant sont définies selon la longueur de l'arc électrique, et la longueur du trou traversant est supérieure ou égale à la longueur de l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique. Lorsque l'arc électrique entre dans le trou traversant du boîtier, étant donné que la longueur du trou traversant est supérieure ou égale à la longueur de l'arc électrique, l'énergie d'arc électrique produite à la suite de la décharge électrostatique ne peut pas atteindre le composant électronique, protégeant ainsi le composant électronique de l'endommagement. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le trou traversant peut être formé en effectuant sur le boîtier une technique de gravure, une technique de matriçage, une technique de moulage par injection, une technique de moulage par coulée ou d'autres techniques qui peuvent former le trou traversant. La forme du trou traversant est une ligne oblique, une ligne courbe, une ligne courbée continue (en escalier) ou une structure irrégulière, telle qu'une structure en L, une structure en N, une structure en S, une structure en U, une structure en V ou une structure en Z. La figure 1 est un diagramme en coupe d'une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique d'un mode de réalisation selon la présente invention. La figure 1 représente seulement les composants qui concernent la présente invention, et les composants ne sont pas illustrés en fonction du nombre, de la forme et de la taille des composants en pratique. En d'autres termes, les composants de la présente invention peuvent avoir tout nombre, type et rapport de taille et des dispositions même encore plus compliquées en pratique. Comme montré sur la figure 1, la présente invention propose une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le produit électronique (non montré) est un téléphone mobile, un bloc-notes électronique, un processeur numérique, un lecteur MP3 ou un enregistreur à plume. Le produit électronique comporte un composant électronique 12 et un boîtier 10 qui couvre le composant électronique 12. Le boîtier 10 a au moins un trou traversant 11. La longueur et la forme du trou traversant 11 sont définies en fonction de la longueur d'un arc électrique produit à la suite d'une décharge électrostatique. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le composant électronique 12 est un dispositif sensible aux décharges électrostatiques, tel que, sans s'y limiter, un haut-parleur, un microphone, une diode électroluminescente, un dispositif sensible à l'humidité ou un dispositif de circuit intégré. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le trou traversant 11 est un trou de conduction du son, un trou de vis ou un trou de conduction thermique. Comme montré sur la figure 1, un porteur de charges électrostatiques 20 génère une décharge électrostatique et libère un arc électrique 200. Etant donné que la longueur de l'arc électrique 200 produit à la suite de la décharge électrostatique est proportionnelle à l'énergie du porteur de charges électrostatiques 20, plus l'énergie du porteur de charges électrostatiques 20 est grande, plus l'arc électrique 200 produit à la suite de la décharge électrostatique est long. Comme montré sur la figure 1, le trou traversant 11 formé dans le boîtier du produit électronique, correspond en position au composant électronique 12 et communique avec l'extérieur. Lors de la conception, la longueur du trou traversant 11 est supérieure ou égale à la longueur de l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique. Si l'arc électrique 200 entre dans le trou traversant 11 du boîtier 10, l'énergie d'arc électrique produite à la suite de la décharge électrostatique ne peut pas atteindre le composant électronique 12 étant donné que la longueur du trou traversant 11 est supérieure à la longueur de l'arc électrique 200 produit à la suite de la décharge électrostatique, protégeant ainsi le composant électronique 12 de l'endommagement. Dans la situation où la longueur du trou traversant 11 est égale à la longueur de l'arc électrique 200 produit à la suite de la décharge électrostatique, étant donné que le boîtier 10 n'est pas attaché au composant électronique 12 directement et que le trou traversant 11 a encore un peu d'espace au niveau des deux ouvertures sur les côtés interne et externe du boîtier 10, l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique ne peut pas atteindre le composant électronique 12. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le boîtier peut être réalisé avec une technique de gravure, une technique de matriçage, une technique de moulage par injection ou une technique de moulage par coulée, pour former le trou traversant 11 qui pénètre dans le boîtier 10. Les ouvertures du trou traversant 11 sur les côtés à la fois interne et externe du boîtier 10 sont déplacées. Par conséquent, même si le boîtier 10 est fin, le trou traversant 11 formé dans le boîtier 10 peut toujours avoir une longueur suffisante due à l'angle oblique, à la courbure ou une autre forme du trou traversant 11 pénétrant dans le boîtier 10. En conséquence, le trou traversant 11 a une structure de ligne oblique ou une structure de ligne courbée continue (en escalier). Etant donné que la longueur du trou traversant 11 est supérieure ou égale à la longueur de l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique, la décharge électrostatique ne s'introduira pas dans le composant électronique. La figure 1 représente un trou traversant 11 avec une structure de ligne courbée en Z. La figure 2 représente un trou traversant 11a avec une structure de ligne oblique. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, le trou traversant 11a peut avoir une structure en L, une structure en N, une structure en S, une structure en U ou une structure en V. Les figures 3(A) et 3(B) sont des diagrammes en coupe d'un trou traversant d'une structure de protection contre les décharges électrostatiques d'un mode de réalisation selon la présente invention. La figure 3(A) représente un trou traversant 11b ayant une structure de ligne courbe, et la figure 3(B) représente un trou traversant 11c ayant une structure de ligne courbée continue (en escalier). La présente invention ne limite pas le trou traversant à la structure de ligne courbe ou la structure de ligne courbée continue uniquement, une illustration supplémentaire étant ici omise. Tout trou traversant peut être appliqué à la présente invention, tant que sa longueur est supérieure ou égale à la longueur de l'arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique. On note que, étant donné que l'énergie du porteur de charges électrostatiques 20 est en proportion directe avec la longueur de l'arc électrique 200, la longueur du trou traversant est définie et conçue en fonction de l'intensité de la décharge électrostatique. En d'autres termes, plus l'énergie de la décharge électrostatique est grande, plus la longueur du trou traversant devient importante. Par conséquent, selon un procédé de protection contre les décharges électrostatiques et une structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique, un trou traversant est formé dans un boîtier du produit électronique et a une longueur supérieure ou égale à la longueur d'un arc électrique produit à la suite de la décharge électrostatique, empêchant ainsi la décharge électrostatique d'atteindre un composant électronique fourni dans le produit électronique. La présente invention permet à un concepteur de concevoir un dispositif de protection contre les décharges électrostatiques sans circuit de protection contre les décharges électrostatiques et composant apparenté quelconques supplémentaires, réduisant ainsi les coûts de fabrication du produit électronique et la difficulté de conception de la structure de protection contre les décharges électrostatiques. En conséquence, la présente invention peut être appliquée pour surmonter les problèmes de l'art antérieur, et est hautement applicable à l'industrie. Les descriptions précédentes des modes de réalisation détaillés sont illustrées pour décrire les caractéristiques et les fonctions de la présente invention et ne sont pas censées être restrictives de la portée de la présente invention. On doit comprendre que de nombreuses modifications et variations peuvent être effectuées selon l'esprit et les principes de la description de la présente invention et entrent tout de même dans la portée des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Procédé de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique équipé de manière interne d'un composant électronique (12), afin de protéger le composant électronique contre une décharge électrostatique, le produit électronique ayant un boîtier (10) doté d'un trou traversant (11) correspondant en position au composant électronique (12) et communiquant avec l'extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : déterminer la longueur d'un arc électrique (200) produit à la suite d'une décharge électrostatique ; et définir la longueur et la forme du trou traversant (11) en fonction de la longueur de l'arc électrique (200), et former sur le boîtier (10) le trou traversant (11) ayant une longueur non inférieure à la longueur de l'arc électrique (200), de manière à empêcher l'arc électrique (200) d'atteindre le composant électronique (12). 2. Procédé de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 1, dans lequel la forme du trou traversant (11, 11a, 11b, 11c) est une ligne oblique, une ligne courbe, une ligne courbée continue ou une structure irrégulière. 3. Procédé de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 1, dans lequel le composant électronique (12) est un dispositif sensible à la décharge électrostatique. 4. Procédé de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 3, dans lequel le dispositif sensible (12) à la décharge électrostatique est un haut-parleur, un microphone, une diode électroluminescente, un dispositif sensible à l'humidité ou un dispositif de circuit intégré. 5. Procédé de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 1, dans lequel la formation du trou traversant (11) est effectuée par une technique de gravure, une technique de matriçage, une technique de moulage par injection ou une technique de moulage par coulée. 6. Structure de protection contre les décharges électrostatiques pour un produit électronique équipé de manière interne d'un composant électronique (12), afin de protéger le composant électronique (12) contre une décharge électrostatique, le produit électronique ayant un boîtier (10) doté d'un trou traversant (11) correspondant en position au composant électronique (12) et communiquant avec l'extérieur, caractérisée en ce que la longueur et la forme du trou traversant (11) sont définies en fonction de la longueur d'un arc électrique (200) produit à la suite de la décharge électrostatique, le trou traversant (11) ayant une longueur non inférieure à la longueur de l'arc électrique (200), de manière à empêcher l'arc électrique (200) d'atteindre le composant électronique (12). 7. Structure de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 6, dans laquelle la forme du trou traversant (11, 11a, 11b, 11c) est une ligne oblique, d'une ligne courbe, une ligne courbée continue ou une structure irrégulière. 8. Structure de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 6, dans laquelle le composant électronique (12) est un dispositif sensible à la décharge électrostatique. 9. Structure de protection contre les décharges électrostatiques selon la revendication 8, dans laquelle le dispositif sensible à la décharge électrostatique est un haut-parleur, un microphone, une diode électroluminescente, un dispositif sensible à l'humidité ou un dispositif de circuit intégré.