针对这些便携式电子产品所使用的esd保护组件需符合下列几项要求:
第一,为符合这类电子产品轻薄小巧、易于携带的需求,esd保护组件的尺寸必须够小,例如0402封装尺寸,甚至0201封装尺寸,以达到在pcb设计上兼具高集成度及高度可扩展的优势。
第二,esd保护组件引脚本身的寄生电容必须要小,以避免信号受到干扰。例如使用在天线上的esd保护组件,必须考虑到天线所使用的频段,以及不同频段所能够接受的最小寄生电容值,通常使用在天线上的esd保护组件其寄生电容值必须小于1pf,甚至更低。
第三,esd保护组件所适用的最大工作电压及单向或双向特性的选择,必须考虑信号上下摆动的最高及最低电压,以避免信号受到影响。例如,使用在手机中的天线,信号最高电压通常会超过10v且最低电压会低于0v,必须选择适用于该信号电压的双向esd保护组件;使用在gps中的天线,最高电压通常小于5v且最低电压不会低于0v,可使用5v单向的esd保护组件。
第四,esd防护组件本身对esd事件的耐受能力必须要高,最少要能承受iec 61000-4-2接触模式8kv的esd冲击。
第五,也是最重要的一点,esd保护组件在esd事件发生期间所提供的箝制电压(clamping voltage)必须要足够低,除了提供受保护电路免于遭受静电放电的冲击而造成永久的损伤,还要能确保信号传输不会受到esd的干扰。
针对这些便携式电子产品,对于esd保护组件的设计需要同时符合上述所有要求,因此设计难度变得很高。
晶焱科技拥有先进的esd防护设计技术,针对便携式电子产品,利用自有的专利技术推出一系列0402 dfn/0201 dfn、低电容、双向/单向、单信道的esd保护组件(如表1所列)。其中0402 dfn封装大小仅为1.0mm×0.6mm,厚度只有0.55mm高;0201 dfn封装大小更是仅有0.6mm×0.3mm,厚度只有0.3mm高,可以满足便携式电子产品的轻薄小巧对于组件封装的严苛要求。如此小的封装尺寸使其可以集成到系统模块,作为系统esd防护将更具弹性。
尤其是针对天线的esd防护,晶焱科技推出了极低电容esd保护组件,其中az5325-01f及az4217-01f的寄生电容只有0.5pf,将其应用于天线的esd防护,能确保信号的完整性。此外,还特别针对rfid天线及手机天线应用推出az4217-01f,这是目前业界唯一一款能够适用于最大工作电压17v,具有0402封装尺寸、极低电容、双向特性的esd保护组件,适用于近场通信(nfc)应用中的天线保护。
在esd耐受能力方面,该系列esd保护组件能够满足iec 61000-4-2接触模式至少8kv的esd冲击,其中az5a15-01f采用0201封装尺寸,其esd耐受度更可高达15kv。
在esd箝制电压方面的表现,该系列esd保护组件拥有最低的esd箝制电压,可有效防止信号受到esd冲击所干扰,使得系统有机会通过class-a的iec 61000-4-2系统级静电放电测试。利用传输线脉冲系统(tlp)测量具备低电容的5v双向esd保护组件az5325/az5425-01f及5v单向esd保护组件az5215-01f,其测试结果分别如图1及图2所示。观察tlp电流为17a(等效iec 61000-4-2接触模式6kv测试)时的箝制电压,并与其它相同应用的产品进行比较,这两款产品均具有最低的箝制电压,其中az5215-01f箝制电压仅有11v,能提供系统产品在esd测试时最佳的防护效果。
随着消费者对便携式电子产品的使用质量要求越来越高,esd保护组件的箝制电压也需要设计得越来越低,晶焱科技将持续开发更先进的防护设计技术来满足这项需求。
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