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大家上午好，我是君耀電子的李澤建，今天非常高興跟大家分享一下消費電子產品的ESD防護，君耀電子是專業的電路保護元器件生產商，主要是致力于提供電力 保護解決方案。首先我會花大概幾分鐘時間介紹一下君耀電子，接下來就會進入主題。 什么是保護？其實電鍍保護有點像人有時候要買保險，車要買車險是一樣的道理，它在正常的情況下看不到作用所在，一旦電路出現浪涌、脈沖，這時候所起的作用 就非同小可。我們大概在五六年前拜訪客戶，跟客戶講保護元器件，那時候可以說很多工程師還是不解，但是現在很多工程師對這方面的研究都比較透徹了，平時看 他提出的問題也是比較有深度。從這方面來看的話，電路保護越來越受到關注。我再介紹一下君耀電子的辦公及工廠，君耀電子1996年在臺灣成立，在大陸這邊 2001年在深圳成立公司，在2002年的時候在上海成立，在2004年在北京成立，2005年在香港成立，2007年的時候我們成立了自己的生產工廠， 在龍崗。同年控股的聯順電子在惠州成立。在2009年的時候君耀電子在美國硅谷成立，標志著邁向國際化的步伐。我們在美國硅谷一些大公司，我們從他們的研 發設計導入，從更多方面了解客戶在保護方面的需求以及應用應該的信息。目前君耀電子的組織架構分為國內事業部，分為深圳、上海、北京公司，海外事業部具體 分歐美地區及亞太區，歐美是美國公司和巴黎代理商，亞太地區是韓國首爾和孟買。研發方面可以決策企業的未來，這是一個企業的生存之本，兩個工廠在這方面把 關、負責。這是君耀電子最近五年來運營的數據，左邊這個圖是財務的運營數據，從最近幾年來看，君耀電子還是保持非常高速的發展勢頭，2012年預計的營業 額可能是在5100萬左右，客戶已經達到了幾千個。客戶領域包含了汽車電子、醫療電子、多媒體、軍工以及航天等各個領域的客戶，包含一些業界的領軍企業客 戶。 下面介紹一下君耀電子的主要產品，我們主要是電路保護元器件的生產供應商，我們只做保護器件，保護器件可以分為過流的保護器件和過壓的 保護器件。它可以從18V做到1800V，幾乎涵蓋所有的電網電壓。TVS管反映速度以及鉗制電壓的特性非常好，它一般會用在交直流系統以及低頻信號的保 護。這種藍色叫大功率的TVS管，它兼并了電壓能力強的特點，這個產品目前在一些新能源、汽車電子上面用得比較多。靜電保護元器件有好幾種，今天這里說的 是TVS靜電保護元器件。 首先卡看一下壓敏電阻，它的難點是在低壓部分，低壓的范圍比較窄，工藝制程是比較難的，我們有專門低壓的配方以及大通流的產品。我們有優質穩定的大通流產 品，對耐疲勞方面有比較高的要求。再來看一下TVS二極管，還有高可靠性。TVS有貼片以及插件，在強效放電管，特殊的芯片技術保證這種高電壓以及通流能 力，玻璃發電管可以從140V做到6000V，這個體積非常小。君耀電子歷年來還取得了一些專利，一種是半導體，還有一種是以太網保護電路，還有就是壓力 保護裝置。我們取得的認證方面大致介紹一下，我們有自己的UL實驗室，我們在去年已經取得了UL的認可，比如大陸的客戶要做測試可以提供平臺。我們的產品 要出口外銷的話，歐美國家的這些認證是必不可少的。我們已經是華碩綠色產品合作伙伴，榮獲中國十大半導體品牌的稱號。我們實驗室可以提供的一些服務，目前 實驗室面對的客戶都是免費開放的，在可靠性方面就是做到高低溫存儲，高溫蒸煮、溫度循環，可焊性測試。我們主要的客戶是中興、華碩、摩托、比亞迪、佳能 等。 下面再介紹一下電子產品的ESD防護解決方案。ESD的危害大家都知道，它輕則破壞電子產品，重的話會直接損壞甚至毀滅性的。早前美國有報道電子工業在 ESD方面的損失一年可以達到數十億美元之多，我們可以看電子產品的特點，涉及的面是非常廣的。像我們現在用的智能手機、平板電腦、電視以及其他家電，除 了大家電以外，大部分產品都是向輕薄方向發展，這樣就迫使工藝必須從之前的微米級別向納米級別進步。現在由于工藝的縮小，無法在本身芯片上做ESD的防 護，這就迫使外部的ESD防護變得越來越必要。自動化程度高，單鍵操控，觸控技術應用廣泛。還有就是I/O接口的廣泛應用，如USB2.0/3.0等。經 過上面的分析，外加ESD保護已經變得非常重要，只有通過這種方式提高電子產品的穩定性和可靠性。 ESD的一些測試標準，國際上是IEC61000—4—2，國內是GB17626.2。ESD的保護產品非常有必要，一般來說ESD電路保護產品有哪些 呢？現在市面上碰到的主要是三重，一種是貼片壓敏電阻，另一種是高分子結合物，第三種是TVS，為什么會有這三種呢？從保護的策略上來分析一下，貼片壓敏 就是兩方面的材料，跟插件非常太大的差別，保護的方式相當于施展少林功夫，是用身體去抵抗。這樣勢必造成什么呢？在保護的同時自己會受傷，所以保護完之 后，會造成不可恢復的漏電通道，它比較容易裂化，這樣就會失去它原有的保護功能。高分子結合物跟貼片壓敏有點類似，它采用的是殺毒的方式，它在保護的策略 方面有點類似于打太極，重點是采取卸放的方式，自身受到的損傷會小很多，重復性會比較好。 這里重點談一下TVS在電子產品中的應用。它在正常的情況下呈現高阻抗狀態，當線路出現異常浪涌時，它能以納秒級別的速度響應，迅速從高阻狀態向低阻狀態 轉變，給予異常浪涌提供低導通路徑，同時異常電壓限制在一個安全范圍之內，從而起到保護后面電路的作用。當異常浪涌消失之后，又非常到高阻抗的狀態。當干 擾脈沖超過動作電壓的時候，會把尖峰的部分鉗制住釋放掉，這列舉的是雙向的，正向來就這樣，反向來就那樣，無論從哪個方向來都可以保護好。再介紹一下 TVS的產品特性，它是限壓型的過壓保護器件，導通電壓低，結點電容低，可用于高頻信號線路保護。它的漏電流低，都是UA級別。有分立式和集成式封裝，它 可以從兩條腿一直做到十六條腿。再看一下電性方面的參數，一個是反向截止電壓，還有就是漏電流、擊穿電壓、峰值脈沖功率PPPM，電容量主要是剛才講到 的，高度在一些高頻或者傳輸信號完整性方面要考量的問題。在選型方面，大概要注意的地方是一個基本的原理，它的反向截止電壓一定要大于線路最大正常工作電 壓，鉗位電壓要小于線路的最大耐受電壓，在峰值脈沖功率大于外界可能出現的脈沖功率。 再介紹一些ESD防護的實例，TVS主要是兩個方面，一個是封裝，還有一個是密封結構，它密度結構會不一樣，這里大致列了幾種比較主流的ESD保護產品， 下面以案例的方式再進一步說明一下。首先在HDMI上，我們知道它的傳輸速率是非常大的，1.3的版本可以高大幾個G，這個產品可以做兩個數據線的保護， 所占空間比較小，在這里應用的話是比較合適的。eSATA的ESD防護，基本上可以到0.8皮法左右。在USB2.0的防護上，這里有兩種產品，有的 USB有的是兩個口，有的是單個口，單個口用的比較多的就是這種結構，雙端口的就是這邊的這種結構。 USB3.0傳輸速率比2.0快了10倍，就是多了兩 倍數據線的傳輸，可以用過流的保護器件PPTC，在數據線上面也可以采用UDD，這個可以看客戶的要求。在RJ45的防護，這個方案是比較經典的方案，這 里巧妙地應用SPG玻璃發電管。這是RS485方面的保護方案，這也是一樣的，放電管放到前端。這是TV Power的解決方案，在交流電進來的時候會用到壓敏電阻進行防護，在整流以后會用TVS管做進一步的鉗制，在一些輸出端適當地加一些二次保護。這是多路 數據線的ESD保護，這是更多路的。再講一個超小型化封裝產品，這是0201的，目前風靡全球的iPhone有可能就是用這種元件。 |
