AMAZINGIC晶焱科技Battery Pack的ESD & EOS防護方案

隨著微電子技術的快速發展，手持式電子產品會趨于小型化、智慧化；半導體廠商便會花費心思將SoC布局更多的電晶體，達到增設新功能的目的，同時為了降低晶片的功耗而采用低電壓供電方案，進而會采用更高階CMOS工藝制程（圖1）。當然，越小的工藝制程意味著CMOS的間距超小，如果受到ESD轟擊影響更容易遭受損壞。

圖1.微處理器晶片演進

現實中我們發現多數SoC或因靜電電場和靜電釋放（ESD）引起失效，導致產品功能異常或者資料丟失，使得設備的可靠性降低，更甚都會造成晶片內部的EOS損壞；絕大多數廠商在導入IEC61000-4-2（系統級靜電放電標準）來驗證產品的穩定性和可靠性，以求提升產品品質。

消費類產品的暴增，以手機、平板和個人電腦為代表的鋰電池需求增大，針對電池包的靜電放電測試需要滿足客戶基本要求（Contact ±8kV Air ±15kV），TVS如何選用才能提供更穩定的工作環境？以手機平板的電池為例，基于充放電管理PCB板空間受限，TVS元件則需要選用超小封裝，另外考慮到電池的待機時長，TVS元件要求漏電流小于1mA，再者為了降低ESD影響，TVS鉗制電壓要求越低越好；基于以上3點（封裝小、漏電流小和ESD鉗制電壓低），晶焱科技推出電池保護板的最佳保護方案AZ5A75-01F，這顆TVS采用0201（DFN0603P2Y）封裝，漏電流小于1mA（5V工作電壓），從TLP圖表看在系統測試8kV時的鉗制電壓在12V左右（圖3），AZ5A75-01F用在電池保護板的IIC和ID埠的ESD保護（圖2）。

圖2.鋰電保護板TVS應用

圖3.AZ5A75-01F TLP量測

為了應對鋰電池在充電時的插拔操作和系統供電不穩定引起的浪涌沖擊，設計初期需要考慮選帶浪涌防護的TVS元件，從規格書上可以關注surge_Ipp參數（8/20ms電流波測試的最大導通能力）；晶焱科技推出AZ5A85-01B同為0201封裝，除了擁有較好的ESD保護(鉗制電壓6V@8kV)，還具有更高的surge保護能力（表1）；

表1.AZ5A75-01F與AZ5A85-01B關鍵參數

隨著資訊通信技術日新月異的發展，產品設計理念和應用也在反覆運算更替，馬克·扎克伯格提出智慧穿戴和元宇宙設備會成為未來的熱點概念，會在新的行業做深入研究和研發投入。除了感慨其功能強大，更需要關注內部電路的是否有足夠好的ESD保護，晶焱科技也推出01005超小封裝的TVS AZ5C23-01B和AZ5C25-01B，以滿足對空間要求更高的產品（表2）。

表2. 01005超小封裝TVS規格

審核編輯：湯梓紅