便携式电子产品(例如手机、PDA、GPS、移动数字电视等)已成为移动生活的必需品。而这些电子产品由于频繁地与人体接触,很容易受到静电放电(静电)的冲击。另一方面,这些电子产品中的IC大多是采用最先进的半导体工艺技术,它们所使用的组件闸极氧化层很薄且接面很浅,容易受到静电的冲击而造成损伤。因此,这些电子产品需要额外的静电保护组件来避免静电冲击造成系统死机,甚至硬件受到损坏。
针对这些便携式电子产品所使用的静电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,静电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,静电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静电保护组件,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静电保护组件其寄生电容值必须小于1pF,甚至更低。
第三,静电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静电保护组件;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单向的静电保护组件。
第四,静电防护组件本身对静电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的静电冲击。
第五,也是最重要的一点,静电保护组件在静电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静电的干扰。
针对这些便携式电子产品,对于静电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静电防护设计技术,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、单信道的静电保护组件(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,作为系统静电防护将更具弹性。
尤其是针对天线的静电防护,晶焱科技推出了极低电容静电保护组件,其中AZ5325-01F及AZ4217-01F的寄生电容只有0.5pF,将其应用于天线的静电防护,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、双向特性的静电保护组件,适用于近场通信(NFC)应用中的天线保护。
在静电耐受能力方面,该系列静电保护组件能够满足IEC 61000-4-2接触模式至少8kV的静电冲击,其中AZ5A15-01F采用0201封装尺寸,其静电耐受度更可高达15kV。
在静电箝制电压方面的表现,该系列静电保护组件拥有最低的静电箝制电压,可有效防止信号受到静电冲击所干扰,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双向静电保护组件AZ5325/AZ5425-01F及5V单向静电保护组件AZ5215-01F。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,能提供系统产品在静电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,静电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。
(责任编辑:佚名) |