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談談靜電擊穿:電子產品ESD/EMI的保護設計(二)

[點擊量:2802][來源:創選寶防靜電專家(www.666945a.com)]

2017-04-12

        另外一種會造成電子產品受傷的是EMI,智能型手機由于系統復雜度高,所有硬件又都集中在極小空間中,電磁干擾經常造成系統訊號不良/訊號譯碼錯誤,嚴重的還會造成系統當機。由于電子系統內部訊號傳輸的頻率速度越來越高,電磁干擾的問題也越來越嚴重。解決的方案就是在系統的各種訊號傳輸線上面針對訊號干擾的頻段加入濾波器。傳統上可以使用一階或二階RC/LC濾波器將所需要的訊號濾出來就可以了。近年來由于電子系統小型化趨勢,這些常用的濾波器都已經制作成集成電路,提供有效的小型化解決方案。

同樣的以智能型手機為例,手機上由于天線接收GSM、3G、WLAN及GPS訊號,這些訊號會通過天線模塊傳入核心芯片(CPU),而核心芯片又轉換出影像與聲音訊號傳到各影音子系統上。這些訊號都集中在很短的距離內完成,不同的訊號線間通常距離在零點幾公分的距離內,很容易使得這些頻率(或其諧波)互相干擾。這些干擾現象可以用濾波器將會干擾的訊號去除,以得到清晰的訊號。例如送到銀幕的訊號常會干擾天線收到的GSM訊號,造成天線的接收敏感度下降,典型的做法就是在影像訊號端加上濾波器把1.8GHz頻段的訊號濾掉。

    仔細比較上圖一和圖二,你會發現幾乎所有會發生EMI問題的地方都有機會發生ESD問題。這時靜電保護裝置與濾波器整合在單芯片中就能帶來大好處,因為這樣的芯片不但提供訊號濾波功能也提供靜電保護功能,提供更完整的保護效果。這樣不僅節省了電路板上的面積也降低了生產的成本。這樣的芯片主要是選用DFN或CSP等超小型封裝以配合產品輕薄短小的趨勢。

  需要強調的是,縱然手機機殼具、電路板設計各有不同,靜電防護芯片卻是不可或缺的,EMI濾波器也是必須的。只有受到完整保護的智能型手機才能真正提供消費者可靠的手機功能,否則手機上數據隨時可能因為靜電的襲擊而瞬間化為烏有,也有機會因為(EMI)訊號干擾而失效。智能型手機如果在設計時能將靜電與電磁干擾防護效應加入考慮,手機的可靠度也可以達到世界級的水平。其實手機的可靠度往往也就決定在這幾顆不起眼又很便宜的靜電與電磁干擾保護IC。

    因為靜電保護組件的價格很低,置入靜電保護組件的成本增加很少,卻可以大幅增加產品的可靠度,減少了大部分的退換貨需求。因此減少終端客戶因為ESD/EMI現象造成的退換貨已經是各廠商必須考慮的重點。

 

 (來源:電子工程網)

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