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君耀电子的ESD防护解决方案

lfengj  发表于 2012/5/14 18:22:24      1049 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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大家上午好,我是君耀电子的李泽建,今天非常高兴跟大家分享一下消费电子产品的ESD防护,君耀电子是专业的电路保护元器件生产商,主要是致力于提供电力 保护解决方案。首先我会花大概几分钟时间介绍一下君耀电子,接下来就会进入主题。
   
什么是保护?其实电镀保护有点像人有时候要买保险,车要买车险是一样的道理,它在正常的情况下看不到作用所在,一旦电路出现浪涌、脉冲,这时候所起的作用 就非同小可。我们大概在五六年前拜访客户,跟客户讲保护元器件,那时候可以说很多工程师还是不解,但是现在很多工程师对这方面的研究都比较透彻了,平时看 他提出的问题也是比较有深度。从这方面来看的话,电路保护越来越受到关注。我再介绍一下君耀电子的办公及工厂,君耀电子1996年在台湾成立,在大陆这边 2001年在深圳成立公司,在2002年的时候在上海成立,在2004年在北京成立,2005年在香港成立,2007年的时候我们成立了自己的生产工厂, 在龙岗。同年控股的联顺电子在惠州成立。在2009年的时候君耀电子在美国硅谷成立,标志着迈向国际化的步伐。我们在美国硅谷一些大公司,我们从他们的研 发设计导入,从更多方面了解客户在保护方面的需求以及应用应该的信息。目前君耀电子的组织架构分为国内事业部,分为深圳、上海、北京公司,海外事业部具体 分欧美地区及亚太区,欧美是美国公司和巴黎代理商,亚太地区是韩国首尔和孟买。研发方面可以决策企业的未来,这是一个企业的生存之本,两个工厂在这方面把 关、负责。这是君耀电子最近五年来运营的数据,左边这个图是财务的运营数据,从最近几年来看,君耀电子还是保持非常高速的发展势头,2012年预计的营业 额可能是在5100万左右,客户已经达到了几千个。客户领域包含了汽车电子、医疗电子、多媒体、军工以及航天等各个领域的客户,包含一些业界的领军企业客 户。
   
下面介绍一下君耀电子的主要产品,其实只要关注电子元件技术网www.cntronics.com)的朋友基本都会知道,我们君耀电子是电子元件技术网http://www.cntronics.com/public/baike)的金牌客户,我们主要是电路保护元器件的生产供应商,我们只做保护器件,保护器件可以分为过流的保护器件和过压的 保护器件。它可以从18V做到1800V,几乎涵盖所有的电网电压。TVS管反映速度以及钳制电压的特性非常好,它一般会用在交直流系统以及低频信号的保 护。这种蓝色叫大功率的TVS管,它兼并了电压能力强的特点,这个产品目前在一些新能源、汽车电子上面用得比较多。静电保护元器件有好几种,今天这里说的 是TVS静电保护元器件。
   
首先卡看一下压敏电阻,它的难点是在低压部分,低压的范围比较窄,工艺制程是比较难的,我们有专门低压的配方以及大通流的产品。我们有优质稳定的大通流产 品,对耐疲劳方面有比较高的要求。再来看一下TVS二极管,还有高可靠性。TVS有贴片以及插件,在强效放电管,特殊的芯片技术保证这种高电压以及通流能 力,玻璃发电管可以从140V做到6000V,这个体积非常小。君耀电子历年来还取得了一些专利,一种是半导体,还有一种是以太网保护电路,还有就是压力 保护装置。我们取得的认证方面大致介绍一下,我们有自己的UL实验室,我们在去年已经取得了UL的认可,比如大陆的客户要做测试可以提供平台。我们的产品 要出口外销的话,欧美国家的这些认证是必不可少的。我们已经是华硕绿色产品合作伙伴,荣获中国十大半导体品牌的称号。我们实验室可以提供的一些服务,目前 实验室面对的客户都是免费开放的,在可靠性方面就是做到高低温存储,高温蒸煮、温度循环,可焊性测试。我们主要的客户是中兴、华硕、摩托、比亚迪、佳能 等。
   
借着消费电子展www.xfdzz.net )和我爱方案网我爱方案网www.52solution.com )组织的这次研讨会机会,下面再介绍一下电子产品的ESD防护解决方案。ESD的危害大家都知道,它轻则破坏电子产品,重的话会直接损坏甚至毁灭性的。早前美国有报道电子工业在 ESD方面的损失一年可以达到数十亿美元之多,我们可以看电子产品的特点,涉及的面是非常广的。像我们现在用的智能手机、平板电脑、电视以及其他家电,除 了大家电以外,大部分产品都是向轻薄方向发展,这样就迫使工艺必须从之前的微米级别向纳米级别进步。现在由于工艺的缩小,无法在本身芯片上做ESD的防 护,这就迫使外部的ESD防护变得越来越必要。自动化程度高,单键操控,触控技术应用广泛。还有就是I/O接口的广泛应用,如USB2.0/3.0等。经 过上面的分析,外加ESD保护已经变得非常重要,只有通过这种方式提高电子产品的稳定性和可靠性。

ESD的一些测试标准,国际上是IEC61000—4—2,国内是GB17626.2。ESD的保护产品非常有必要,一般来说ESD电路保护产品有哪些 呢?现在市面上碰到的主要是三重,一种是贴片压敏电阻,另一种是高分子结合物,第三种是TVS,为什么会有这三种呢?从保护的策略上来分析一下,贴片压敏 就是两方面的材料,跟插件非常太大的差别,保护的方式相当于施展少林功夫,是用身体去抵抗。这样势必造成什么呢?在保护的同时自己会受伤,所以保护完之 后,会造成不可恢复的漏电通道,它比较容易裂化,这样就会失去它原有的保护功能。高分子结合物跟贴片压敏有点类似,它采用的是杀毒的方式,它在保护的策略 方面有点类似于打太极,重点是采取卸放的方式,自身受到的损伤会小很多,重复性会比较好。
   
这里重点谈一下TVS在电子产品中的应用。它在正常的情况下呈现高阻抗状态,当线路出现异常浪涌时,它能以纳秒级别的速度响应,迅速从高阻状态向低阻状态 转变,给予异常浪涌提供低导通路径,同时异常电压限制在一个安全范围之内,从而起到保护后面电路的作用。当异常浪涌消失之后,又非常到高阻抗的状态。当干 扰脉冲超过动作电压的时候,会把尖峰的部分钳制住释放掉,这列举的是双向的,正向来就这样,反向来就那样,无论从哪个方向来都可以保护好。再介绍一下 TVS的产品特性,它是限压型的过压保护器件,导通电压低,结点电容低,可用于高频信号线路保护。它的漏电流低,都是UA级别。有分立式和集成式封装,它 可以从两条腿一直做到十六条腿。再看一下电性方面的参数,一个是反向截止电压,还有就是漏电流、击穿电压、峰值脉冲功率PPPM,电容量主要是刚才讲到 的,高度在一些高频或者传输信号完整性方面要考量的问题。在选型方面,大概要注意的地方是一个基本的原理,它的反向截止电压一定要大于线路最大正常工作电 压,钳位电压要小于线路的最大耐受电压,在峰值脉冲功率大于外界可能出现的脉冲功率。
自动粘贴原文地址:http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/224/sid/54
再介绍一些ESD防护的实例,TVS主要是两个方面,一个是封装,还有一个是密封结构,它密度结构会不一样,这里大致列了几种比较主流的ESD保护产品, 下面以案例的方式再进一步说明一下。首先在HDMI上,我们知道它的传输速率是非常大的,1.3的版本可以高大几个G,这个产品可以做两个数据线的保护, 所占空间比较小,在这里应用的话是比较合适的。eSATA的ESD防护,基本上可以到0.8皮法左右。在USB2.0的防护上,这里有两种产品,有的 USB有的是两个口,有的是单个口,单个口用的比较多的就是这种结构,双端口的就是这边的这种结构。
 
USB3.0传输速率比2.0快了10倍,就是多了两 倍数据线的传输,可以用过流的保护器件PPTC,在数据线上面也可以采用UDD,这个可以看客户的要求。在RJ45的防护,这个方案是比较经典的方案,这 里巧妙地应用SPG玻璃发电管。这是RS485方面的保护方案,这也是一样的,放电管放到前端。这是TV  Power的解决方案,在交流电进来的时候会用到压敏电阻进行防护,在整流以后会用TVS管做进一步的钳制,在一些输出端适当地加一些二次保护。这是多路 数据线的ESD保护,这是更多路的。再讲一个超小型化封装产品,这是0201的,目前风靡全球的iPhone有可能就是用这种元件。
 
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