一、前语
ESD被认为是电子产品质量最大的潜在杀手,影响产品的可靠性,静电防护也就成为电子产品质量操控的一项重要内容。最有用的ESD维护办法是设备的连接器或端口处放置外部维护元件。
0201尺度的硅基ESD器材比上一代0402型的器材大约缩小了70%,能够为手机、MP3播放器、PDA和数码相机等便携式电子产品供给维护和进步其可靠性。上海英联电子推出的UM5051/5052是一款低容值(12pF)的ESD维护器材,实践巨细仅为0.6mm x 0.3mm x 0.3mm,为规划师们在空间受限的运用中供给了灵敏性。双向维护消除了在PCB板上装置时的方向约束,并且也不会丢失负电平信号。
二、UM5051/5052的重要参数
英联的UM5051、UM5052具有低漏电流、低容值、低钳位电压等特色,DFN的封装能够有用的下降抛料率,下降成本,添加贴片功率。0201的超小封装,其ESD抗冲击功能到达了IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV (空气)和±25kV(触摸)的规范。主要参数如表1所示:
表1 特性参数表
为便利了解参数,图1为单向ESD维护管的特性曲线图。
图1:单向ESD维护管特性曲线图
图2:ESD放电波形图
1、击穿电压VBR(Reverse Breakdown Voltage):在指定测验电流下ESD维护管产生雪崩击穿时的电压,它是ESD维护管最小的击穿电压。为了满意IEC61000-4-2规范,ESD维护管有必要到达能够处理最小8kV(触摸)和15kV(空气)的冲击,有的半导体出产厂商在自己的产品上运用了更高的抗冲击规范。上海英联电子的UM5051、UM5052,到达了IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV (空气)和±25kV(触摸)的规范。
2、反向关断电压VRWM(Reverse Peak Working Voltage)和反向漏电流ID(Reverse Leakage
Current):指ESD维护管最大接连作业的直流或脉冲电压。UM5051/UM5052的VRWM值为5V,能够维护作业电压为5V的芯片。其反向漏电流小于1μA,对产品的功耗几乎没有影响。
3、箝位电压VC(Clamping Voltage)和最大峰值脉冲电流IPP(Maximum Reverse Peak Pulse Current)。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过ESD维护管时,在其两头呈现的最大峰值电压为VC。
图3:ESD钳位电压波形图
4、额外脉冲功率Pppm(Peak Power Dissipation),指ESD维护管在指定结温下所能承受的最大峰值脉冲功率。
5、电容量C(Capacitance)。电容量C是由维护管的雪崩结截面决议的,是在特定的1MHz 频率下测得的。电容值太大将使信号衰减。高频回路一般挑选电容应尽量小,当频率>100MHz时,C有必要
三、ESD维护器材的品种
1、单向维护
下图为单向维护示意图,当搅扰脉冲信号超越VRWM时,超越的部分被开释掉。
单向ESD维护管UM5051的反向端接被维护的线路,正向端接地。开释掉反向端输入的超越VRWM的ESD脉冲,使得脉冲高压不能进入到IC,然后起到维护IC的效果。
图6:单向维护示意图
2、双向维护
双向ESD维护管一端接要维护的线路,一端接地,不管来自反向仍是来自正向的脉冲均被开释,更有用地维护了%&&&&&%。下图为双向ESD维护器材UM5052的双向维护示意图。
图7:双向维护示意图
四、ESD运用举例
1、手机SIM卡线路维护
现在手机空间越来越有限,往往矩阵式的ESD维护管约束了走线,英联推出的0201超小封装ESD维护管UM5051使PCB的布局愈加灵敏,为规划师节省了名贵的空间。而SIM卡归于常常热插拔器材,要防止使器材作业在其规划参数极限邻近,还应依据被维护回路的特征及或许承受ESD冲击的特征选用反应速度满足快、敏感度满足高的器材,这关于有用发挥维护器材的效果十分要害。
图8:手机SIM卡ESD维护运用
2、便携产品音频数据线路维护
便携类产品以体积小备受顾客喜欢,在音频数据线路维护方面,英联推出的UM5052单路双向ESD维护管,0201的超小封装为规划师在有限的布板空间中供给了灵敏性。因为音频信号传输速率比较低,因而对器材电容的要求不太高,100pF左右都是能够承受的。
图9:便携类产品音频数据ESD维护运用
3、 穿戴式产品按键线路维护
关于穿戴式产品来说,细巧、简便、可靠性是规划师考虑的要点。人体的静电放电产品的影响就显得尤为重要了,按键和开关回路这些回路的数据率很低,对器材的%&&&&&%没有特殊要求。英联推出的UM5051为此类产品供给了灵敏简略的布线,并且其ESD抗冲击才能也到达了IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV (空气)和±25kV(触摸)的规范。
除此之外,小型模块类的数据线路接口、WIFI模块、蓝牙模块、3G模块等,都十分合适运用0201封装的ESD,为产品供给可靠性的一起,也节省了印制板的空间。
五、0201封装ESD运用注意事项
1、ESD器材应与接口尽量挨近,与被维护线路尽量挨近,这样才会削减自感耦合到其它邻近线路上的时机。
2、尽量防止在维护线路邻近走比较要害的信号线,尽量将接口安排在同一个边上。
3、防止被维护回路和未施行维护的回路并联,将接口信号线路和接地线路直接接到维护器材上,然后再进入回路的其它部分,将复位、中止、操控信号远离输入/输出口,远离PCB 的边际。
4、各类信号线及其馈线所构成的回路,盘绕面积要尽量小,必要时可考虑改动信号线或接地线的方位。
5、尽或许多的添加接地址。
6、静电电流通向电源模块的地要满足大和宽,通道要直接和晓畅。一般要确保>=3mm,并且越宽越好。