AMAZINGIC晶焱科技：面板產(chǎn)品應(yīng)用的EOS最佳解決方案

近年來隨著各個(gè)顯示屏模組廠商在針對(duì)靜電放電(ESD) 防護(hù)方案愈加完善，較少出現(xiàn)產(chǎn)品在測試時(shí)或者生產(chǎn)中、后期出現(xiàn)ESD事件導(dǎo)致顯示屏損傷的情況，而是產(chǎn)品受EOS損傷的情況卻屢屢發(fā)生。EOS事件帶來的破壞往往是永久性的物理損傷，比如導(dǎo)致T-CON或Driver IC等芯片的I/O-GND短路，甚至短路后長時(shí)間通電出現(xiàn)的過熱，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部芯片或者模組本身被燒毀，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的客訴問題。

一、EOS產(chǎn)生原因及測試標(biāo)準(zhǔn)

EOS的產(chǎn)生原因有很多，不只是產(chǎn)品在生產(chǎn)制造、測試中會(huì)出現(xiàn)，產(chǎn)品在用戶日常使用中也會(huì)頻繁出現(xiàn)，比如常見的帶電拔插操作、開關(guān)電源瞬間切換、雷擊磁場干擾等都會(huì)帶有EOS耦合到產(chǎn)品。而顯示屏模組作為產(chǎn)品的一個(gè)組件，EOS的來源更多的是來自主機(jī)板端或者測試設(shè)備的耦合干擾。當(dāng)然，在生產(chǎn)制造中帶電測試也是EOS來源之一，比如測試中員工帶電拔插connector，以及插錯(cuò)轉(zhuǎn)接板等情況。

在針對(duì)EOS測試模擬中，業(yè)界最為廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)為IEC 61000-4-5 雷擊(lightning)、浪涌(surge)模擬測試。在顯示屏模組產(chǎn)品中，由于EOS事件產(chǎn)生原因不涉及到雷擊直接干擾，所以客戶要求均是以低壓浪涌模擬測試。測試波形常見為電壓波形1.2/50μs和電流波形8/20μs，測試設(shè)備等效輸出阻抗最常見為2Ω，即測試設(shè)備輸出10V浪涌電壓，理論最大脈沖電流為5A。但是在IEC 61000-4-5測試標(biāo)準(zhǔn)文件中，只有針對(duì)實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備及環(huán)境的設(shè)定規(guī)范，并沒有給出具體統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)電壓，所以廠商會(huì)根據(jù)不同的產(chǎn)品型號(hào)及應(yīng)用場景制定相應(yīng)的浪涌測試等級(jí)。在眾多的廠商測試規(guī)范中，晶焱總結(jié)了針對(duì)顯示屏模組常見的測試標(biāo)準(zhǔn)如下：

1. 適用于高速信號(hào)通信線路常見的浪涌電壓測試標(biāo)準(zhǔn)為11V ~ 25V (8/20μs by 2Ω)，常見的測試接口有LVDS、V-by-one(VBO)、MIPI、eDP以及Touch SPI / I2C。

2. 適用于電源線路的測試常見的浪涌電壓測試標(biāo)準(zhǔn)為15V ~ 40V (8/20μs by 2Ω)，常見的測試電源信號(hào)有DVDD、VDD1V8、VDDIO、VCI、VCC、ELVSS/ELVDD、AVDD、VSP/VSN、VGH/VGL等，但是由于模組產(chǎn)品的多樣性，部分產(chǎn)品電源線路測試等級(jí)可能更高，比如部分TV or monitor產(chǎn)品會(huì)要求測試90V for TCON or Driver IC 3.3V VCC/VDD power line。

當(dāng)然模組廠商們肯定不會(huì)僅僅停留在完成現(xiàn)有的基礎(chǔ)測試等級(jí)，大部分廠商會(huì)在通過客戶要求的測試標(biāo)準(zhǔn)后，不斷加高測試電壓直至模組相應(yīng)線路失效，以此記錄下線路最大浪涌電壓耐受值供內(nèi)部參考，用于對(duì)比不同IC型號(hào)及TVS保護(hù)方案的差異，以及不斷完善EOS測試標(biāo)準(zhǔn)。

二、EOS防護(hù)方案推薦

在選擇TVS方案時(shí)，可以根據(jù)TVS產(chǎn)品的IPP電流值大小，來預(yù)估計(jì)算TVS本身能夠抵抗住浪涌電壓的最大等級(jí)，以8/20μs by 2Ω設(shè)備輸出波形來計(jì)算，TVS最大浪涌保護(hù)電壓即Vsurge = IPP*2Ω+Vc_surge，其中Vc_surge為浪涌測試鉗位電壓值，該值越低，TVS越能防止后端IC先于浪涌電壓擊穿，即TVS保護(hù)效果越好。

晶焱科技針對(duì)顯示屏模組產(chǎn)品有著豐富的TVS保護(hù)方案供選擇，常見的保護(hù)方案如下：

1． 針對(duì)信號(hào)傳輸線路保護(hù)方案，主要選擇TVS產(chǎn)品的電容值參數(shù)不能太高，同樣IPP電流值要足夠大。常見方案為DFN2510封裝產(chǎn)品AZ1013-04F和AZ1213-04F 或者SOT23-6封裝產(chǎn)品AZ1513-04S for LVDS port；DFN2510封裝產(chǎn)品AZ1243-04F for V-by-one(VBO)、MIPI、eDP以及DFN1006封裝產(chǎn)品AZ5515-02F for Touch SPI / I2C。

表1. TVS保護(hù)方案參數(shù)表(信號(hào)線路)

2． 針對(duì)電源線路保護(hù)方案，主要是選擇合適的IPP電流值以及較低的鉗位電壓值的產(chǎn)品。由于電源線路較多且電壓值大小不等，晶焱科技針對(duì)不同工作電壓開發(fā)了一系列的產(chǎn)品以滿足客戶多樣的選擇。中、大型尺寸顯示屏常見的如TV、monitor、notebook以及tablet等產(chǎn)品模組， TVS方案主要是DFN1610(0603)封裝為主；而針對(duì)如smart watch，mobile phone等產(chǎn)品的小尺寸顯示屏模組，TVS方案主要是以DFN1006(0402)小封裝或者CSP0603(0201)超小封裝為主。

表2. TVS保護(hù)方案參數(shù)表(電源線路)

為了維護(hù)和提升品牌的口碑和價(jià)值，不斷提高產(chǎn)品的EOS保護(hù)等級(jí)和完善EOS防護(hù)設(shè)計(jì)是大勢所趨，也是廠商提高產(chǎn)品競爭力不可或缺的能力，晶焱可利用豐富的ESD和EOS防護(hù)經(jīng)驗(yàn)達(dá)成現(xiàn)在及未來的設(shè)計(jì)目標(biāo)，也避免主芯片隨著制程工藝演進(jìn)越來越脆弱的問題，助力每個(gè)客戶創(chuàng)造更加完美的產(chǎn)品。

審核編輯 黃宇