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ESD保护解绝缘带决问题:每次一个汽车模块
浏览: 发布日期:2017-09-10


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在一天的工作正式开始前,粗略地浏览电子邮件,看到一连串报价、样品、项目和其他要求。对我来说,总是突颖而出的一个要求通常包含“帮助”和“ESD”两个词。G10环氧板这特殊的请求是在艰难的时刻产生,然而我忍不住笑了,因为这对一个ESD保护器件的制造商恰好是绝佳商机。

静电放电(E3240环氧板加工SD)可能发生在电绝缘的物体,如一个人由于摩擦而带电和在接触到接地金属物体时突然放电。静电电位可高达30 kV,而由此产生的放电是非常短的,通常为100 ns,峰值电流可高达100 A。我们都以不同的形式经历过ESD,当我们走路回家环氧树脂板触摸门把手时产生静电,随后被电到。这可能会瞬间疼痛,能量通过空气切割的轻微的蓝色火花用科学解释“相当酷”。但想象一下,当您从车里出来,靠在车身上加油时发生这种情况。进入和离开您的车可能让驱动您的导航和“求助”系统的电子设备受到电击。虽然电击可能不会伤害我们,即使是最轻微的脉冲也会损坏这些系统中的敏感电子,使它们变得无用,而不是“酷”。

例如,GPS或全球定位卫星子系统有助于您的车辆共享其位置,从而令某些地图和辅助系统到达您的位置。它由一个天线驱动,通过位于可在车外看到的常见的“鱼鳍”模块内,还有一个GPS收发器电路。在一些实施中,该收发器电路位于一个Telematics Box中,它在当今汽车行业扮演着越来越重要的角色。随着越来越多的互联的车辆进入市场,如4G蜂窝服务、WiFi、GPS和V2X(车辆之间和车辆与基础设施通信)等特性都将在Telematics Box内实施。

GPS收发器电路常见的器件包括一个集成电路(IC)芯片与相关的射频(RF)前端分立元件如变压器及表面贴装电容器和电阻器。收发器芯片越来越强大,集成了更多的功能,并且通过减小硅工艺的几何尺寸减小了物理尺寸。最后一点在ESD的存在等级方面是关键的-行业趋势已趋向采用的工艺几何尺寸越小,芯片组对ESD越敏感。这种更高的灵敏度会导致整体更低的系统(IC被置于其中)级ESD。

谈谈之前邮件中的ESD故障。最终他们换了新的GPS收发器IC用于之后的Telematics Box,不再需要通过所需的ISO 10605车载系统ESD规范的8kV等级。它们可以通过的最高水平是4kV,这需要OEM制造商的豁免和为潜在的现场失效负责。

诊断首先从检查原理图和PCB布局开始,如果看起来一切正常,那么就要开始下一步的实际模块评估了。安森美半导体通常采用一种称为传输线脉冲(TLP)的测试方法,重复测定上升时间、脉冲长度和ESD脉冲的总能量。TLP不是通过阻抗不匹配的ESD模拟器放电,而是在干净的、50欧姆的环境中放电,让我们“看到”测试器件的钳位电压。


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