可携式电子产品ESD保护组件设计要求

针对这些可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设计上兼具高聚 集度及高度弹性的优势。

 

第二、ESD保护组件接脚本身的寄生电容必须要小，避免讯号受到干扰。例如使用在天线(antenna)的ESD保护组件，必须考虑到天线所使用的频段，不同频段所能够接受的最小寄生电容值，通常使用在天线的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，必须考虑讯号上下摆动的最高及最低电压，避免讯号受到影响。例如使用在手机的天线，讯号最高电压通常会超过10V且最低电压会低于0V，必须选择适用此讯号电压的双向ESD保护组件；使用在GPS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轰击。

第五、也是最重要的，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，还要能确保讯号传输不会受到ESD的干扰。

 

针对这些可携式电子产品，对于ESD保护组件的设计需要同时符合上述所有要求，困难度变的很高。

 

晶焱科技拥有先进的ESD防护设计技术，针对可携式电子产品，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，如表一所列。其中0402 DFN封装大小仅有 1.0 mm x 0.6 mm，厚度只有 0.55 mm 高；0201 DFN封装大小更是仅有 0.6 mm x 0.3 mm，厚度只有 0.3 mm 高，可以满足可携式电子产品轻薄小巧对于组件封装的严苛要求。如此细小的封装尺寸，更可以整合到系统模块，作为系统ESD的防护将更具弹性。

 

 

表一 晶焱科技推出小尺寸低电容ESD保护组件

 

尤其针对天线的ESD防护，推出极低电容ESD保护组件，其中AZ5325-01F及AZ4217-01F的寄生电容只有0.5pF，应用于天线的ESD防护，能确保讯号的完整度，不受影响。另外，特别针对应用于RFID天线及手机天线推出AZ4217-01F，这是目前业界唯一提供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，极适用于NFC(Near Field Communication)应用中的天线保护。

 

在ESD耐受能力方面，这系列ESD保护组件都能满足IEC 61000-4-2接触模式至少8kV的ESD轰击，其中AZ5A15-01F使用0201封装尺寸其ESD耐受度更可高达15kV。

 

在ESD箝制电压的表现，这系列ESD保护组件拥有最低的ESD箝制电压，可有效防止讯号受到ESD冲击所干扰，让系统有机会通过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)测量具低电容的5-V双向ESD保护组件–AZ5325/AZ5425-01F及5-V单向ESD保护组件–AZ5215-01F，分别如图一及图二所示。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，与其它相同应用的产品作比较，均具有最低的箝制电压，其中AZ5215-01F箝制电压更仅有11V，能提供系统产品于ESD测试时最佳的防护效果。

 

随着消费者对可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，晶焱科技将持续发展更先进的防护设计技术来满足这项需求。

 

 

图一 5-V双向ESD保护组件的TLP测试曲线

 

 

图二 5-V单向ESD保护组件的TLP测试曲线