延續電子產品使用壽命 ESD保護元件成為關鍵

2007-10-17
一般可攜式電子產品中,靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)對產品破壞相當大,如瞬間大電流造成IC損傷,或內部散熱不良導致零組件燒斷等;安森美(ON Semiconductor)針對ESD發表矽晶片TVS (Transient Voltage Suppressors)技術之解決方案,以低漏電、低電容、保持電流衝擊後元件穩定特性,保護零組件能正常運作,讓電子產品經過ESD後能維持性能。
左起為安森美分立產品部資深保護和合規專員Robert Ashton博士、安森美亞太區市場營銷副總裁麥滿權。

安森美亞太區市場營銷副總裁麥滿權表示,此方案提供一個路徑,為ESD連接輸入與輸出的管道,產生穩定的電流與電壓進入敏感型元件,大幅減低ESD對敏感元件的破壞力;此外,有鑑於可攜式電子產品朝向小尺寸生產模式,其IC更容易受到ESD波及導致原件損壞,此方案就是因應體積小的可攜式產品設計而成。為有效抑制ESD對產品造成損害,將矽晶片TVS置於產品端口處將能發揮最大效能,就手機而言,其揚聲器、擴音器、按鍵區、電池接頭、充電器插口、配件連接口等,都有機會成為ESD的進入點,若先於上述位置有效阻擋,對手機的使用壽命將能延長許多,而TVS技術為目前最新低電容設計的解決方案。  

安森美分立產品部資深保護和合規專員Robert Ashton博士比較目前ESD保護元件材質,多使用金氧元件、電阻、電容等材質的被動元件製成,優勢在於成本低,但當產品受到ESD衝擊時,無法瞬間將ESD電壓有效赫阻,且後續電壓能量釋放都是緩慢進行;但使用半導體製成的TVS在ESD入侵時能快速降低電壓,且於最短時間內將電壓能量釋放完畢,讓產品受ESD的波及降至最低。  

高標檢測電壓瞬間急降  

Ashton表示,ESD保護元件必須承受IEC 61000-4-2的高標準測試,才能有效保護產品;此外,當元件受到ESD電流衝擊時,必須維持低電壓才能確保元件不被破壞。根據現場直接進行TVS元件電流測試,結果顯示利用矽晶片製成的TVS元件,能瞬間將高達8,000伏特的電壓降至約20伏特左右,證明此方案在接受ESD高電流的衝擊實驗後,確實能有效降低電壓,且多次衝擊後,一樣能使元件保持相同的使用功效。  

目前一支中、高階手機須具備約十五到二十顆的ESD保護元件,而筆記型電腦則需要至少二十顆以上,才能使產品通過符合歐洲標準的CE認證標章,因此許多客戶對ESD保護方案越顯重視;加上可攜式產品不斷往體積縮小邁進,在消費性電子產品提倡多功能前提下,ESD進入干擾產品元件管道也變多,麥滿權強調,安森美矽晶片TVS方案提供低耗電、體積小、有效延長產品使用效能,試圖讓可攜式電子產品減低ESD干擾,提升產品使用的可靠性。

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