AMAZINGIC晶焱科技Battery Pack的ESD & EOS防護(hù)方案

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，手持式電子產(chǎn)品會趨于小型化、智慧化；半導(dǎo)體廠商便會花費(fèi)心思將SoC布局更多的電晶體，達(dá)到增設(shè)新功能的目的，同時(shí)為了降低晶片的功耗而采用低電壓供電方案，進(jìn)而會采用更高階CMOS工藝制程（圖1）。當(dāng)然，越小的工藝制程意味著CMOS的間距超小，如果受到ESD轟擊影響更容易遭受損壞。

圖1.微處理器晶片演進(jìn)

現(xiàn)實(shí)中我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)SoC或因靜電電場和靜電釋放（ESD）引起失效，導(dǎo)致產(chǎn)品功能異常或者資料丟失，使得設(shè)備的可靠性降低，更甚都會造成晶片內(nèi)部的EOS損壞；絕大多數(shù)廠商在導(dǎo)入IEC61000-4-2（系統(tǒng)級靜電放電標(biāo)準(zhǔn)）來驗(yàn)證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，以求提升產(chǎn)品品質(zhì)。

消費(fèi)類產(chǎn)品的暴增，以手機(jī)、平板和個人電腦為代表的鋰電池需求增大，針對電池包的靜電放電測試需要滿足客戶基本要求（Contact ±8kV Air ±15kV），TVS如何選用才能提供更穩(wěn)定的工作環(huán)境？以手機(jī)平板的電池為例，基于充放電管理PCB板空間受限，TVS元件則需要選用超小封裝，另外考慮到電池的待機(jī)時(shí)長，TVS元件要求漏電流小于1mA，再者為了降低ESD影響，TVS鉗制電壓要求越低越好；基于以上3點(diǎn)（封裝小、漏電流小和ESD鉗制電壓低），晶焱科技推出電池保護(hù)板的最佳保護(hù)方案AZ5A75-01F，這顆TVS采用0201（DFN0603P2Y）封裝，漏電流小于1mA（5V工作電壓），從TLP圖表看在系統(tǒng)測試8kV時(shí)的鉗制電壓在12V左右（圖3），AZ5A75-01F用在電池保護(hù)板的IIC和ID埠的ESD保護(hù)（圖2）。

圖2.鋰電保護(hù)板TVS應(yīng)用

圖3.AZ5A75-01F TLP量測

為了應(yīng)對鋰電池在充電時(shí)的插拔操作和系統(tǒng)供電不穩(wěn)定引起的浪涌沖擊，設(shè)計(jì)初期需要考慮選帶浪涌防護(hù)的TVS元件，從規(guī)格書上可以關(guān)注surge_Ipp參數(shù)（8/20ms電流波測試的最大導(dǎo)通能力）；晶焱科技推出AZ5A85-01B同為0201封裝，除了擁有較好的ESD保護(hù)(鉗制電壓6V@8kV)，還具有更高的surge保護(hù)能力（表1）；

表1.AZ5A75-01F與AZ5A85-01B關(guān)鍵參數(shù)

隨著資訊通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用也在反覆運(yùn)算更替，馬克·扎克伯格提出智慧穿戴和元宇宙設(shè)備會成為未來的熱點(diǎn)概念，會在新的行業(yè)做深入研究和研發(fā)投入。除了感慨其功能強(qiáng)大，更需要關(guān)注內(nèi)部電路的是否有足夠好的ESD保護(hù)，晶焱科技也推出01005超小封裝的TVS AZ5C23-01B和AZ5C25-01B，以滿足對空間要求更高的產(chǎn)品（表2）。

表2. 01005超小封裝TVS規(guī)格

審核編輯：湯梓紅