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,人們對各個階段所需的 ESD 防護(hù)等級存在諸多疑問。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)來選擇元件。調(diào)諧器需要滿足極高的 ESD 防護(hù)等級則為過時的錯誤觀念,本白皮書旨在圍繞以下模型,對其進(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。實際上,根據(jù) ANSI/ESD S20.20 標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)定義,對于當(dāng)今的自動化制造技術(shù),調(diào)節(jié)器需要相對適度的 HBM 和 CDM。此外,對于安裝在 PCB 上的電感、變?nèi)?a target="_blank">二極管、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 ESD 保護(hù),以滿足消費(fèi)使用的需求。
器件制造和 PCB 組裝器件的 ESD 控制
制造智能手機(jī)的過程中,必須保護(hù)其元件免受潛在的 ESD 危害,因此器件制造商會在生產(chǎn)設(shè)施中制定 ESD 控制計劃,以實現(xiàn)產(chǎn)量的最大化,滿足客戶需求。這些 ESD 控制計劃以 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 ESD 敏感的器件。為實現(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。
HBM 和 CDM 完全不同,知曉這一事實則具有重要的意義,因為它們是針對制造過程中不同的 ESD 威脅而設(shè)計的。
HBM 測試會對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 個引腳的放電問題。HBM 中的“H”代表人類 (Human),但如今,我們采用的是自動化制造技術(shù),人類在器件生產(chǎn)或使用器件填充 PCB 的過程中并不會接觸到零部件。只有將 PCB 裝入智能手機(jī)的過程中才需要人類進(jìn)行參與。
CDM 測試會對自動化生產(chǎn)期間可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬,比如:由于單個器件引腳接觸到生產(chǎn)設(shè)備時而導(dǎo)致的放電問題。因此,CDM 電壓比 HBM 更加重要,它是衡量生產(chǎn)過程中器件 ESD 穩(wěn)固性的一個指標(biāo)。
我們豐富的行業(yè)經(jīng)驗表明,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,在一般情況下,將 ESD 器件的要求提升至合理水平以上實際并不能提高產(chǎn)品的穩(wěn)健性。我們需要記住的關(guān)鍵點(diǎn)是,器件級 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)健性無關(guān)。
板級和系統(tǒng)級 ESD 保護(hù)
HBM 和 CDM 測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,HBM 額定值并不能確定調(diào)諧器的放電耐受性。
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保護(hù)措施,以滿足系統(tǒng) ESD 要求。因此,PCB 具有非常可靠的 ESD 保護(hù)性能,可讓智能手機(jī)承受住使用時可能放出的靜電。對于天線調(diào)諧器,電感以及連接至系統(tǒng)電路的其他元件通常會提供這種保護(hù)功能。
總結(jié)
選擇智能手機(jī)的調(diào)諧器時,應(yīng)體現(xiàn)出當(dāng)今制造系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的實際情況, 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)級保護(hù)是在 PCB 層面上實現(xiàn)的,而不是由單個調(diào)諧器組件的制 造 ESD 額定值所決定的。
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原文標(biāo)題:智能手機(jī)天線調(diào)諧器的 ESD 規(guī)范
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