目前穿戴式電子產(chǎn)品蓬勃發(fā)展如智能手表、智慧眼鏡、穿戴式醫(yī)療產(chǎn)品、運(yùn)動(dòng)管理產(chǎn)品、移動(dòng)導(dǎo)航產(chǎn)品都是現(xiàn)今科技產(chǎn)業(yè)最關(guān)注的焦點(diǎn)。而這些穿戴式電子產(chǎn) 品由于頻繁地與人體接觸，很容易受到靜電放電(ESD)的沖擊。此外，這些電子產(chǎn)品所采用的IC大多是使用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制程技術(shù)，所使用的組件閘極氧化 層很薄且接面很淺，很容易受到ESD的沖擊而造成損傷。因此，這些電子產(chǎn)品需要額外的ESD保護(hù)組件來(lái)避免ESD沖擊產(chǎn)生系統(tǒng)當(dāng)機(jī)，甚至硬件受到損壞。
針對(duì)這些穿戴式電子產(chǎn)品所使用的ESD保護(hù)組件需符合下列幾項(xiàng)要求：
第一、為符合這類電子產(chǎn)品輕薄小巧、易于攜帶的需求，ESD保護(hù)組件的尺寸必須夠小，例如0402封裝尺寸，甚至0201封裝尺寸，以達(dá)到在PCB設(shè)計(jì)上兼具高聚集度及高度彈性的優(yōu)勢(shì)。
第二、ESD保護(hù)組件接腳本身的寄生電容必須要小，避免信號(hào)受到干擾。例如使用在天線(antenna)的ESD保護(hù)組件，必須考慮到天線所使用的頻段，不同頻段所能夠接受的最小寄生電容值，通常使用在天線的ESD保護(hù)組件其寄生電容值必須小于1pF，甚至更低。
第三、ESD保護(hù)組件所適用的最大工作電壓及單向或雙向特性的選擇，必須考慮信號(hào)上下擺動(dòng)的最高及最低電壓，避免信號(hào)受到影響。例如使用在天線端的信號(hào)其最高電壓通常會(huì)超過(guò)10V且最低電壓會(huì)低于0V，必須選擇適用此信號(hào)電壓的雙向ESD保護(hù)組件。
第四、ESD防護(hù)組件本身對(duì)ESD事件的耐受能力必須要高，最少要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV的ESD轟擊。
第五、也是最重要的，ESD保護(hù)組件在ESD事件發(fā)生期間所提供的箝制電壓(clamping voltage)必須要夠低，除了提供受保護(hù)電路免于遭受靜電放電的沖擊而造成永久的損傷，還要能確保信號(hào)傳輸不會(huì)受到ESD的干擾。
針對(duì)這些可攜式電子產(chǎn)品，對(duì)于ESD保護(hù)組件的設(shè)計(jì)需要同時(shí)符合上述所有要求，困難度變的很高。
晶 焱科技擁有先進(jìn)的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)，針對(duì)穿戴式電子產(chǎn)品，利用自有專利技術(shù)設(shè)計(jì)提供最完整的ESD解決方案。除了0402與0201單信道的ESD保護(hù) 組件，更推出一系列0402雙信道的ESD保護(hù)組件，如表一所列。其中0402 DFN封裝大小僅有1.0 mm x 0.6 mm，厚度只有0.5 mm 高；0201 DFN封裝大小更是僅有0.6 mm x 0.3 mm，厚度只有0.3 mm 高，可以滿足穿戴式電子產(chǎn)品輕薄小巧對(duì)于組件封裝的嚴(yán)苛要求。如此細(xì)小的封裝尺寸，更可以整合到系統(tǒng)模塊，作為系統(tǒng)ESD的防護(hù)將更具彈性。值得一提的 是，0402雙信道的ESD保護(hù)組件與兩顆0201單信道的ESD保護(hù)組件相比，具有節(jié)省PCB空間、降低成本、具較佳ESD保護(hù)能力等優(yōu)勢(shì)，為穿戴式電 子產(chǎn)品ESD防護(hù)較佳的選擇。
針對(duì)天線的ESD防護(hù)，推出極低電容ESD保護(hù)組件，其中AZ5325-01F及AZ4617-01F的寄生電容只有0.4pF，應(yīng)用于天線的ESD防護(hù)， 能確保信號(hào)的完整度，不受影響。另外，特別針對(duì)應(yīng)用于RF天線推出AZ4617-01F，適用于最大工作電壓17V，具有0402封裝尺寸、極低電容、雙 向特性的ESD保護(hù)組件，極適用于NFC(Near Field Communication)應(yīng)用中的天線保護(hù)。
針對(duì)高速接口如USB2.0或是USB3.0的ESD防護(hù)，推出一系列0402雙信道極低電容ESD保護(hù)組件，其中AZ5313-02F的電容只有0.35pF，能確保高速信號(hào)的完整度，不受影響。
在 ESD耐受能力方面，這系列ESD保護(hù)組件都能滿足IEC 61000-4-2接觸模式至少8kV的ESD轟擊，其中AZ5825-01F使用0402封裝尺寸其ESD耐受度可高達(dá)30kV，更具有高的雷擊耐受度 能有效防止在充電裝置使用上可能造成的EOS (Electrical Over Stress)問(wèn)題。
在ESD箝制電壓的表現(xiàn)，這系列 ESD保護(hù)組件擁有最低的ESD箝制電壓，可有效防止信號(hào)受到ESD沖擊所干擾，讓系統(tǒng)有機(jī)會(huì)通過(guò)Class-A的IEC 61000-4-2系統(tǒng)級(jí)靜電放電測(cè)試。利用傳輸線脈沖系統(tǒng)(TLP)測(cè)量具0.35pF極低電容的0402雙通道保護(hù)元-AZ5313-02F，如圖一 所示。觀察TLP電流為17A(等效IEC 61000-4-2接觸模式6kV測(cè)試)時(shí)的箝制電壓，其箝制電壓僅有9.5V，為目前業(yè)界相同應(yīng)用產(chǎn)品的最佳表現(xiàn)，能提供系統(tǒng)產(chǎn)品于ESD測(cè)試時(shí)最佳的 防護(hù)效果。
圖一、AZ5313-02F的TLP測(cè)試曲線
隨著消費(fèi)者對(duì)電子產(chǎn)品的使用質(zhì)量要求越來(lái)越高，ESD保護(hù)組件的箝制電壓也需要設(shè)計(jì)得越來(lái)越低，相信未來(lái)將持續(xù)發(fā)展更先進(jìn)的防護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)滿足這項(xiàng)需求。
