如同其他的電子元件,智能手機(jī)中的天線調(diào)諧器也必須能夠承受各個(gè)階段的靜電釋放 (ESD),包括器件制造、智能手機(jī)組裝和消費(fèi)使用。然而,人們對(duì)各個(gè)階段所需的 ESD 防護(hù)等級(jí)存在諸多疑問(wèn)。不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)代化制造系統(tǒng)降低了調(diào)諧器的 ESD 要求,但人們?nèi)匀桓鶕?jù)傳統(tǒng)的假設(shè)來(lái)選擇元件。調(diào)諧器需要滿足極高的 ESD 防護(hù)等級(jí)則為過(guò)時(shí)的錯(cuò)誤觀念,本白皮書(shū)旨在圍繞以下模型,對(duì)其進(jìn)行糾正,其中包括:人體模型 (HBM) >2 kV,帶電設(shè)備模型 (CDM) >1 kV。實(shí)際上,根據(jù) ANSI/ESD S20.20 標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)定義,對(duì)于當(dāng)今的自動(dòng)化制造技術(shù),調(diào)節(jié)器需要相對(duì)適度的 HBM 和 CDM。此外,對(duì)于安裝在 PCB 上的電感、變?nèi)荻O管、其他 ESD 保護(hù)元件以及系統(tǒng)電路中的其他元件,可提供符合 IEC 61000-4-2 要求的系統(tǒng)級(jí) ESD 保護(hù),以滿足消費(fèi)使用的需求。
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器件制造和 PCB 組裝器件的 ESD 控制
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制造智能手機(jī)的過(guò)程中,必須保護(hù)其元件免受潛在的 ESD 危害,因此器件制造商會(huì)在生產(chǎn)設(shè)施中制定 ESD 控制計(jì)劃,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的最大化,滿足客戶需求。這些 ESD 控制計(jì)劃以 ANSI/ESD S20.20 或?qū)?yīng)的 IEC 61340-5-1 標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在幫助工廠構(gòu)建安全的 ESD 環(huán)境,以便于處理這些對(duì) ESD 敏感的器件。為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的目的,工廠應(yīng)該能夠處理 HBM 和 CDM 耐受電壓分別至少為 100 伏和 200 伏的零部件。
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HBM 和 CDM 完全不同,知曉這一事實(shí)則具有重要的意義,因?yàn)樗鼈兪轻槍?duì)制造過(guò)程中不同的 ESD 威脅而設(shè)計(jì)的。
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HBM 測(cè)試會(huì)對(duì)人工裝配期間可能出現(xiàn)的 ESD 相關(guān)故障進(jìn)行模擬,尤其是涉及器件上 2 個(gè)引腳的放電問(wèn)題。HBM 中的“H”代表人類 (Human),但如今,我們采用的是自動(dòng)化制造技術(shù),人類在器件生產(chǎn)或使用器件填充 PCB 的過(guò)程中并不會(huì)接觸到零部件。只有將 PCB 裝入智能手機(jī)的過(guò)程中才需要人類進(jìn)行參與。
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CDM 測(cè)試會(huì)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)期間可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬,比如:由于單個(gè)器件引腳接觸到生產(chǎn)設(shè)備時(shí)而導(dǎo)致的放電問(wèn)題。因此,CDM 電壓比 HBM 更加重要,它是衡量生產(chǎn)過(guò)程中器件 ESD 穩(wěn)固性的一個(gè)指標(biāo)。
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我們豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)表明,500 伏的 CDM 耐受電壓適用于現(xiàn)代制造領(lǐng)域。此外,還存在一種普遍做法,以將 CDM 耐受電壓提高至 500 伏,獲得更多余量。盡管進(jìn)一步增加余量非常具有吸引力,但 HBM 耐受電壓為 250 伏、為 500 伏的零部件性能通常優(yōu)于 HBM 耐受電壓為 1000 伏、CDM 耐受電壓為 250 伏的零部件。根據(jù)我們的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),在一般情況下,將 ESD 器件的要求提升至合理水平以上實(shí)際并不能提高產(chǎn)品的穩(wěn)健性。我們需要記住的關(guān)鍵點(diǎn)是,器件級(jí) ESD 要求(HBM 和 CDM)僅適用于在應(yīng)用板上進(jìn)行組裝之前的流程,且這些 ESD 限制與電子產(chǎn)品的最終的穩(wěn)健性無(wú)關(guān)。
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板級(jí)和系統(tǒng)級(jí) ESD 保護(hù)
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HBM 和 CDM 測(cè)試額定值僅表示器件安裝到 PCB 上之前的 ESD 穩(wěn)健性。當(dāng)器件安裝在 PCB 上并整合到智能手機(jī)中時(shí),HBM 額定值并不能確定調(diào)諧器的放電耐受性。
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根據(jù) IEC 61000-4-2 中的定義,調(diào)諧器安裝在板上之后,所有連接至手機(jī)外部的引腳都需要采取額外的板級(jí)保護(hù)措施,以滿足系統(tǒng) ESD 要求。因此,PCB 具有非??煽康?ESD 保護(hù)性能,可讓智能手機(jī)承受住使用時(shí)可能放出的靜電。對(duì)于天線調(diào)諧器,電感以及連接至系統(tǒng)電路的其他元件通常會(huì)提供這種保護(hù)功能。
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總結(jié)
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選擇智能手機(jī)的調(diào)諧器時(shí),應(yīng)體現(xiàn)出當(dāng)今制造系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際情況, 而不應(yīng)該依靠傳統(tǒng)的假設(shè)。500 伏 CDM 的 ESD 額定值適用于現(xiàn)代 制造領(lǐng)域,并且符合 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)。此外,符合 IEC 61000-4-2 要求的 系統(tǒng)級(jí)保護(hù)是在 PCB 層面上實(shí)現(xiàn)的,而不是由單個(gè)調(diào)諧器組件的制 造 ESD 額定值所決定的。
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