ESD可視化設備布局的重要性

積層貼片壓敏電阻、齊納二極管等ESD保護元件安裝ESD發(fā)生源附近，可有效地應對ESD。

然而，ESD的侵入路徑很難確定，安裝的ESD保護元件沒有發(fā)揮其原有實力的情況很常見。
為了發(fā)揮元件的原有實力，我們必須確定ESD的侵入路徑，并且需要安裝在ESD發(fā)生源的附近。
因此，我們使用ESD 可視化系統(tǒng)對安裝位置的重要性進行了調(diào)查，并在此進行介紹。

目錄

介紹視頻 (2:06)

ESD可視化設備-優(yōu)化基板布局-

根據(jù)安裝位置的不同ESD的動向（積層貼片壓敏電阻）

ESD應對措施中貼片壓敏電阻的最佳安裝配置

實現(xiàn)最佳ESD應對措施和最佳基板布局的TDK貼片壓敏電阻

ESD可視化設備-優(yōu)化基板布局-

ESD可視化設備是一種通過用非接觸磁場探針自動掃描ESD電流來實現(xiàn)ESD電流可視化的設備。
因為能獲得掃描區(qū)域內(nèi)的電場強度分布，所以是一個ESD保護應對措施中優(yōu)化基板布局的有效工具。
利用這個設備，可以觀察ESD保護元件的根據(jù)安裝位置不同，基板上的ESD的動向。

根據(jù)安裝位置的不同ESD的反應（積層貼片壓敏電阻）

使用以下基板評估ESD反應。
保護對象產(chǎn)品使用LED，ESD保護元件使用積層貼片壓敏電阻。
在距離下圖的支點（★）約10mm和約40mm處安裝貼片壓敏電阻，并觀察各自的ESD的動向。

圖3 評估基板和驗證條件

驗證條件

◆ ESD施加電壓：+1kV

◆ 基板：FR-4/Cu 焊盤布局

◆ 焊盤布局：由幾條安裝線平行組成的布局

◆ ESD對策部件：貼片壓敏電阻（1608尺寸/27V/430pF）

◆ 保護對象：LED（ESD耐壓量6kV）

◆ 安裝位置：距平行支點（圖中的★）約10毫米，40毫米

在大約10mm（左）和大約40mm（右）的位置安裝貼片壓敏電阻時的ESD的動向。
貼片壓敏電阻放得越近，流向壓敏電阻的ESD越多，流向LED線路的ESD越少。

可以看出，貼片壓敏電阻的安裝位置在距離支點大約10mm時，ESD在進入電路后會立即流入壓敏電阻的安裝線路，即使在ESD峰值時間點，也可以看出主要還是流向貼片壓敏電阻安裝線路。

圖5 延時攝影（安裝位置：10mm）

＜ESD施加前后的延時（安裝位置：10mm）＞

另一方面，貼片壓敏電阻的安裝位置在距離支點約40mm時，ESD在進入電路后立即流入LED線路，在峰值時也流入LED線路。這意味著相對較高的電負荷施加到了LED上。

圖6 延時攝影（安裝位置：40mm）

＜ESD施加前后的延時（安裝位置：40mm）＞

ESD應對措施中片狀壓敏電阻的最佳安裝配置

對貼片壓敏電阻安裝位置的場強分析表明，10mm（藍色）時引入ESD的速度快了約0.3ns。
對于到達峰值時間約為1ns的ESD，這0.3ns的時間是一個非常顯著的差異。
外加，由于可以更早地引入ESD，峰值時的電場強度也更高。
這意味著，如果將貼片壓敏電阻安裝在靠近ESD進入源的位置，更多的ESD可以引入到貼片壓敏電阻上。

圖7 電場強度

在上述驗證條件下，實際對ESD耐壓量進行了測量，發(fā)現(xiàn)在安裝ESD保護元件，而且安裝位置更接近ESD進入源時，ESD耐壓量更高。
這意味著，為了采取更好的ESD應對措施，將貼片壓敏電阻安裝在靠近ESD進入源的是最合適的。

圖8 ESD耐壓量

ESD施加條件

◆ ESD標準：IEC61000-4-2 HBM (150pF/330Ω)

◆ 極性和次數(shù)：兩種極性(±)各10次

實現(xiàn)最佳ESD應對措施和最佳基板布局的TDK貼片壓敏電阻

隨著基板的復雜化，即使可以確定ESD侵入源，也可能會受限于附近的安裝空間。
TDK的積層貼片壓敏電阻的特點之一是包括小型化的產(chǎn)品系列。
TDK目前正在量產(chǎn)的貼片壓敏電阻，面向民生品的最小尺寸為EIA01005 (0.4 x0.2 mm)、面向車載的最小尺寸為行業(yè)最小的EIA0402 (1.0 x0.5 mm)。
因此，如果使用TDK貼片壓敏電阻，可以節(jié)省空間，可以實現(xiàn)自由度高的安裝部署。

圖9 TDK特片壓敏電阻的特點：小型化

審核編輯：彭菁