(57)【要約】電気絶縁シート内のＥＳＤチャネルを介して接地域に静電荷を導くことによって、電子デバイスにおける静電放電（ＥＳＤ）保護を提供する。ＥＳＤチャネルは、電気絶縁シート内に配置されることによって、電気絶縁シートによってカバーされた保護域への電気経路よりも低いインピーダンスを有する接地域への電気経路を提供する装置、システムおよび方法。従って、ＥＳＤは、電子デバイス内の重要な構成要素への経路ではなく、最も抵抗のない経路を安全に接地域までたどる。例示的な実施形態において、ＥＳＤチャネルは、キーパッドのドーム接触層における開口部であり、開口部は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の１つ以上の接地区域に配置され、ドーム接触層の絶縁材料は、ＥＳＤから保護されるＰＣＢの領域をカバーする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地電位と、
電気絶縁シートであって、該電気絶縁シートは、絶縁電気インピーダンスを有し、かつ該絶縁電気インピーダンスよりも低いチャネル電気インピーダンスを有し携帯デバイスの該接地電位に静電放電を導くように構成された放電チャネルを有する、電気絶縁シートと
を備えている、静電放電（ＥＳＤ）保護デバイス。
【請求項２】
前記放電チャネルは、プリント回路基板の接地域に隣接して配置された電気絶縁シート内の開口部である、請求項１に記載のＥＳＤ保護デバイス。
【請求項３】
前記電気絶縁シートは、ドーム接触シートであり、該ドーム接触シートは、変形したときにプリント回路基板上に電気接続を作るように構成された複数のドーム接触を備えている、請求項２に記載のＥＳＤ保護デバイス。
【請求項４】
前記電気絶縁シートは、前記絶縁電気インピーダンスよりも低いチャネルインピーダンスを有する複数の放電チャネルを有する、請求項１に記載のＥＳＤ保護デバイス。
【請求項５】
接地域を備えているプリント回路基板と、
電気絶縁シートであって、該電気絶縁シートは、絶縁電気インピーダンスを有し、かつ該絶縁電気インピーダンスよりも低いチャネル電気インピーダンスを有する電気絶縁シートを有する、電気絶縁シートと
を備え、
該電気絶縁シートは、該プリント回路基板に隣接するように配置されることによって、該接地域の少なくとも一部の上に該放電チャネルを整列させる、電子携帯デバイス。
【請求項６】
前記放電チャネルは、プリント回路基板に対向する側に源を発する静電放電を、前記接地域に導くように構成される、請求項５に記載の電子携帯デバイス。
【請求項７】
前記電気絶縁シートは、前記プリント回路基板上の複数の接触パッドに隣接するように配置された複数のドーム接触を備え、各ドーム接触は、変形したときに中央接触パッドと周辺接触パッドとの間に電気的な接続を形成するように構成される、請求項５に記載の電子携帯デバイス。
【請求項８】
前記周辺接触パッドは、接地電位接触域を含む、請求項７に記載の電子携帯デバイス。
【請求項９】
前記プリント回路基板および前記電気絶縁シートを少なくとも部分的に囲む筐体と、
放電回避域内のデバイス回路網と
をさらに備え、
前記携帯電子デバイスは、該筐体の外部から前記放電チャネルを介して前記接地域に延びている少なくとも１つのデバイス放電経路を有し、該デバイス回路網を通過する任意の望まれない放電経路よりも小さい経路インピーダンスを有する、請求項８に記載の電子携帯デバイス。
【請求項１０】
前記デバイス回路網は、前記プリント回路基板に信号トレースを含む、請求項９に記載の電子携帯デバイス。
【請求項１１】
前記デバイス回路網は、前記プリント回路基板上に電気的な構成要素を含む、請求項９に記載の電子携帯デバイス。
【請求項１２】
前記デバイス回路網は、前記プリント回路基板から延びているワイヤを含む、請求項９に記載の電子携帯デバイス。
【請求項１３】
前記携帯デバイスは、携帯通信デバイスを含む、請求項５に記載の電子携帯デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的に電子デバイスに関し、より具体的には、電子デバイスにおける静電放電（ＥＳＤ）の保護の装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯メディアプレーヤー、および携帯コンピュータなどは、静電放電（ＥＳＤ）による損傷を受けやすい。ＥＳＤは、２つの物体の間の電荷の急激で突然の移動である。特に乾燥した気候において体験され得るＥＳＤの一例は、静電荷がカーペット上を足をひきずって歩くことによって形成された後に、手または指が、ドアノブの近くに置かれるときに静電荷の放電によって生じる「ショック」またはスパークを含む。ＥＳＤは、様々な状況において発生し、しかし、感知されずに、電子デバイスの敏感な構成要素に対し大きな損傷を引き起こす。キーパッド、ボタン、および電子デバイス上の他のユーザーインターフェースは、静電荷が、電子デバイスの構成要素に到達するための特に損傷を受けやすい入口点を提供する。
【０００３】
一部の従来の設計は、損傷を受けやすい領域における絶縁材料の厚さを増加させることによってＥＳＤに対する電子デバイスの損傷の受けやすさを低減させる。例えば、デバイスのキーパッドを形成する形作られたゴム層の厚さは、ＥＳＤから敏感な構成要素を絶縁するために増加され得る。この技術は、増加した厚さのせいで、電子デバイスの全体的な大きさが増加するという点において限定的である。さらに、より厚みのあるキーパッドは、より多くの材料を必要とし、かつ操作するのがより困難になるために、電子デバイスは、製造がより困難になり、より高価になり得る。また、より厚みのある材料は、より大きくて扱いにくく、敏感でもなく、使用がより困難なキーパッドを生み得る。
【０００４】
ＥＳＤに対する損傷の受けやすさを低減させる他の従来技術は、ＥＳＤを「ショート」させ、電荷を接地域に導くダイオードなどの回路要素の配置を含む。しかし、これらの方法は、電子デバイスの複雑性および費用が増加するという点において限定的である。
【０００５】
従来の一設計は、キーパッドのボタンの少なくとも一部を囲繞し、電子デバイスの接地域に接続された導電性のエスカチオンを含む。この技術は、該エスカチオンは、製造が困難で高価であるという点において限定的である。さらに、エスカチオンは、多くの場合において、ＥＳＤの貫通に損傷を受けやすい領域を適切に保護するように形作られ得ない。例えば、キーパッドのキーの大きさが減少すると、導電性のエスカチオンの区域を配置するために利用可能なスペースも減少し、ＥＳＤに対して適切に保護されないデバイス域を生む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、電子デバイスにおける静電放電（ＥＳＤ）保護の装置、システムおよび方法に対する必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
装置、システムおよび方法が、静電荷を電気絶縁シート内のＥＳＤチャネルを介して接地に導くことによって、電子デバイスに対する静電放電（ＥＳＤ）保護を提供する。ＥＳＤチャネルは、電気絶縁シート内に配置されることによって、電気絶縁シートによってカバーされた保護域への電気の経路よりも低いインピーダンスを有する接地域への電気の経路を提供する。従って、ＥＳＤは、電子デバイス内の重要な構成要素よりもむしろ、最も抵抗の小さい経路を安全に接地域までたどる。例示的な実施形態において、ＥＳＤチャネルは、キーパッドのドーム接触層における開口部であり、該開口部は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の１つ以上の接地区域上に配置され、ドーム接触層の絶縁材料は、ＥＳＤから保護されるＰＣＢの領域をカバーする。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に従った、電子デバイスのＥＳＤ保護アセンブリ１００の側面のブロック図であり、図２は、上面図である。図１および図２におけるブロックは、概括的に、プリント回路基板１０２および静電放電（ＥＳＤ）１０６から電子デバイス内の領域１１４を保護する電気絶縁シート１０４の例示的かつ相対的な構成を表すが、必ずしも例示された構成要素の全ての相対的な大きさまたは配置を表すものではない。例示的な実施形態において、電気絶縁シート１０４は、携帯通信デバイス、例えば携帯電話または無線ＰＤＡなどの一部として実装される。
【０００９】
上述のように、電子デバイスは、ＥＳＤからの損傷に影響を受けやすい。ＥＳＤ源１０８、例えばヒトの体または手、デバイス上の金属ボタン、または静電荷を蓄積し得る他の物体は、ＥＳＤ源１０８から電子デバイスへのあらゆる経路に沿ったインピーダンスが十分に低いときに、静電放電（ＥＳＤ）１０６を生む。ＥＳＤの経路が、重要な構成要素を通過するか、またはそこで終了する場合には、損傷が起こる。例示的な実施形態において、ＥＳＤ１０６は、放電回避領域１１４内の電気的な構成要素および信号トレースを避ける放電経路を介して導かれる。
【００１０】
電気絶縁シート１０４内の放電チャネル１１０は、電子デバイスの接地電位に対して比較的低いインピーダンスの経路を提供する。放電チャネル１１０は、電気絶縁シート１０４の絶縁シートインピーダンスよりも低いチャネルインピーダンスを有する。放電チャネル１１０は、プリント回路基板１０２の露出した接地域１１２に隣接して配置される。従って、接地域１１２の少なくとも一部分は、放電チャネル１１０の下に露出されることによって、ＥＳＤ１０６に対しデバイスの接地域への閉電気経路を提供する。例示的な実施形態において、接地域１１２は、ＰＣＢ１０２の表面上の銅の区間である。接地域１１２は、ＰＣＢ１０２内の他の接地層へのビア（ｖｉａ）を含み得、任意の様々な形状および大きさを有し得る。
【００１１】
例示的な実施形態において、電気絶縁シート１０４は、複数の放電チャネル１１０を含み、該放電チャネルは、電気絶縁シート１０４における開口部によって形成される。しかし、放電チャネル１１０は、他の技術または構成要素を用いても形成され得る。例えば、放電チャネル１１０は、一部の状況において、電気絶縁シート１０４よりも薄い絶縁材料の層を含み得る。また、導電材料が、電気絶縁シート１０４を介して挿入または配置されることによって、露出した接地域１１２への電気経路を提供し得る。従って、放電チャネル１１０は、絶縁シート１０４よりも低い電気的インピーダンスを有する経路を形成する任意の構成、機構または材料であり、これは、ＥＳＤ１０６を、放電回避域１１４を避けるために電子デバイス内の目標の放電域に導くためである。
【００１２】
図３は、例示的な実施形態に従った、ＥＳＤ保護アセンブリ１００の分解斜視図の例示であり、ここでは、電気絶縁シート１０４が、ドーム接触シート３０２を備えている。ドーム接触シート３０２は、複数のドーム接触３０４を含み、該ドーム接触は、ＥＳＤ保護アセンブリ１００が組み立てられたときには、回路基板１０２上の一連の接触パッド３０６〜３０８と整列する。ドーム接触３０４およびプリント回路基板１０２上の接触パッド３０６〜３０８は、電子デバイスの外部からアクセス可能なボタンに対するドーム接触スイッチを形成する。各ドーム接触３０４は、一連の接触パッド３０６および３０８と整列され、該接触パッドは、中央接触パッド３１０および周辺接触パッド３１２を含む。図４を参照してさらに詳細に論じられるように、周辺接触パッド３１２は、目標放電領域３１４内の接触パッド３０６に対する接地域１１２の一部である。
【００１３】
例示的な実施形態において、放電チャネル１１０は、ドーム接触シート３０２を貫通し延びる複数の開口部を備えている。開口部は、目標放電領域３１４内のＰＣＢ１０２上の目標放電位置３１６と有利に整列される。ＥＳＤ１０６による電子デバイスへの損傷は、ＰＣＢ１０２の露出した接地域１１２上の目標放電位置３１６を、ＥＳＤ１０６の影響を受けやすい構成要素およびトレースから安全な距離に選択することによって、最小化される。従って、目標放電位置３１６への静電荷１０６は、放電回避域１１４を避ける放電となる。
【００１４】
図４は、例示的な実施形態に従った、ＰＣＢ１０２の上面図の例示である。公知の技術に従って、ドーム接触３０４が押し下げられるときに、電気接続が、一対の接触パッド３０６および３０８の間に形成される。ドーム接触３０４が押し下げられる際に、該ドーム接触が変形することによって、電気的に導電性のあるドーム接触３０４の一部分が周辺接触パッド３１２と接触しながら、中央接触パッド３１０と接触する。中央接触パッド３１０と周辺接触パッド３１２との間の電気的な接触が起こる。１つ以上の接触パッド３１０および３１２は、単一ラインに接続される。多くの状況において、駆動ラインおよび感知ラインを含む複数の単一ラインによって形成されたマトリックスは、プロセッサが、信号間の固有の組み合わせの接続に基づいて、起動されたスイッチを決定することを可能にする。そのような構成は、キーパッドに専用の多目的入出力（ＧＰＩＯ）ラインの数を最小限にする。しかし、目標放電領域３１４内の接触パッド３０６は、接地域１１２の一部である周辺接触３１２を含む。ドーム接触３０４を介する信号ラインへのＥＳＤ１０６の可能性を最小限にするために、周辺接触３１２は、接地され、一方で、中央接触３１０は、周辺接触３１２と接触しているドーム接触３０４によってＥＳＤ１０６から保護される。接触パッド３１２の１つは接地域に接続されているので、専用のＧＰＩＯラインは、ドーム接触スイッチに対応するボタンの起動を感知することが要求される。多くのＧＰＩＯラインが、電子デバイスにおいて使用されないままであるので、そのような要求は、通常は大抵の設計において問題ではない。
【００１５】
図５は、本発明の例示的な実施形態に従った、電子デバイス５００の分解図の例示であり、ここでは、電子デバイスは、携帯電話などの携帯通信デバイスである。任意の多くの構成および構成要素が、用いられることによって、本明細書中の記述に従ったＥＳＤに対する保護方法および装置を含む任意のいくつかの種類のデバイスを形成し得る。フレキシブルなキーパッド５０２は、筐体５０４の前面部分を貫通し延びることによって、ドーム接触スイッチを起動させる機構を提供する。筐体５０４の前面部分の開口部を介してアクセス可能なクロームキーパッド５０６は、スピーカ５０８に近接するドーム接触スイッチを起動するボタンを含む。例示的な実施形態において、スピーカ５０８は、可塑性のスピーカ筐体５１０内のクロームキーパッド５０６の後ろに配置される。スピーカ筐体５１０は、フレキシブルなキーパッド５０２における凹領域内に配置される。表示装置５１２などの他の構成要素も、筐体５０４内の開口部を介して延在する。
【００１６】
例示的な実施形態において、クロームキーパッド５０６は、浮動する金属の物体であり、電荷を蓄積する。電位の結果的な上昇は、結果的には放電するための電気経路を見つける。電子デバイス５００に伴う構成要素に対する損傷を避けるために、デバイスの接地域への少なくとも１つのデバイス放電経路５１４が、ドーム接触シート３０２において放電チャネル１１２を有利に配置することによって作られる。従って、放電経路は、電気絶縁シート１０４（ドーム接触シート３０２）を貫通する放電チャネル１１２のうちの１つを含む。放電経路５１４は、デバイス５００の外部からの他の経路よりも低いインピーダンスの接地域１１２への経路を提供する。従って、任意のＥＳＤ１０６が、放電回避域１１４を通過することなく、電子デバイス５００を介するルートで送られ、これによって、デバイスの構成要素に対する損傷の可能性を最小限にする。
【００１７】
従って、例示的な実施形態において、電子デバイス５００、例えば携帯通信デバイスは、ＥＳＤ１０６をプリント回路基板１０２の接地域１１２に導く放電経路５１４を含む。電気絶縁シート１０４内の１つ以上の放電チャネル１１０は、電気絶縁シートの絶縁電気インピーダンスよりも低いチャネルインピーダンスを有し、ＥＳＤ１０６に対し比較的低いインピーダンスの接地域への経路を提供する。電気絶縁シート１０４は、例示的な実施形態においてドーム接触シート３０２を備え、ここでは、目標放電領域３１６は、露出した接地域１１２の上に形成される。従って、ＥＳＤ１０６に対する損傷の受けやすさは、追加の構成要素または絶縁を用いることなく最小限になる。
【００１８】
明らかに、本発明の他の実施形態および修正が、これらの教示を考察する当業者に容易に想起される。上の記述は、例示的であり限定的ではない。本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって限定され、該特許請求の範囲は、上記明細書および添付の図面とともに考察されたときには、そのような全ての実施形態および修正を含む。従って、本発明の範囲は、上の記述を参照して決定されるのではなく、添付の特許請求の範囲を全範囲の均等物とともに参照することによって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態に従った、電子デバイスの側面のブロック図である。
【図２】図２は、電子デバイスのプリント回路基板の上の電気絶縁シートの上面のブロック図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態に従った、ＥＳＤ保護アセンブリの分解斜視図の例示であり、ここでは、電気絶縁シートは、ドーム接触シートを備えている。
【図４】図４は、例示的な実施形態に従った、ＰＣＢの一部分の上面の例示である。
【図５】図５は、本発明の例示的な実施形態に従った、電子デバイスの分解図の例示であり、ここでは、電子デバイスは携帯電話である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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