淺談智能手機組裝的板級ESD保護

如同其他的電子元件，智能手機中的天線調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、智能手機組裝和消費使用。然而，人們對各個階段所需的 ESD 防護等級存在諸多疑問。不斷發(fā)展的標準和現代化制造系統(tǒng)降低了調諧器的 ESD 要求，但人們仍然根據傳統(tǒng)的假設來選擇元件。調諧器需要滿足極高的 ESD 防護等級則為過時的錯誤觀念，本白皮書旨在圍繞以下模型，對其進行糾正，其中包括：人體模型 (HBM) >2 kV，帶電設備模型(CDM) >1 kV。實際上，根據 ANSI/ESD S20.20 標準中的相關定義，對于當今的自動化制造技術，調節(jié)器需要相對適度的 HBM 和 CDM。此外，對于安裝在 PCB 上的電感、變容二極管、其他 ESD 保護元件以及系統(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，以滿足消費使用的需求。

本白皮書將闡明：

HBM、CDM 和 IEC 的 ESD 標準及相對重要性。

針對器件制造和填充 PCB 的 ESD 保護要求。

智能手機組裝的板級 ESD 保護以及針對消費使用的系統(tǒng)級 ESD 保護。

器件制造和 PCB 組裝器件的 ESD 控制

制造智能手機的過程中，必須保護其元件免受潛在的 ESD 危害，因此器件制造商會在生產設施中制定 ESD 控制計劃，以實現產量的最大化，滿足客戶需求。這些 ESD 控制計劃以 ANSI/ESD S20.20 或對應的 IEC 61340-5-1 標準為依據。這些標準旨在幫助工廠構建安全的 ESD 環(huán)境，以便于處理這些對 ESD 敏感的器件。為實現標準中的目的，工廠應該能夠處理 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 威脅而設計的。

HBM 測試會對人工裝配期間可能出現的 ESD 相關故障進行模擬，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，人類在器件生產或使用器件填充 PCB的過程中并不會接觸到零部件。只有將 PCB 裝入智能手機的過程中才需要人類進行參與。

CDM 測試會對自動化生產期間可能出現的故障進行模擬，比如：由于單個器件引腳接觸到生產設備時而導致的放電問題。因此，CDM 電壓比 HBM 更加重要，它是衡量生產過程中器件 ESD 穩(wěn)固性的一個指標。

我們豐富的行業(yè)經驗表明，500 伏的 CDM 耐受電壓適用于現代制造領域。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。根據我們的行業(yè)經驗，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品的穩(wěn)健性。我們需要記住的關鍵點是，器件級 ESD 要求（HBM 和 CDM）僅適用于在應用板上進行組裝之前的流程，且這些 ESD限制與電子產品的最終的穩(wěn)健性無關。

板級和系統(tǒng)級 ESD 保護

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。當器件安裝在 PCB 上并整合到智能手機中時，HBM 額定值并不能確定調諧器的放電耐受性。

根據 IEC 61000-4-2 中的定義，調諧器安裝在板上之后，所有連接至手機外部的引腳都需要采取額外的板級保護措施，以滿足系統(tǒng) ESD 要求。因此，PCB 具有非?？煽康?ESD 保護性能，可讓智能手機承受住使用時可能放出的靜電。對于天線調諧器，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功能。

總結

選擇智能手機的調諧器時，應體現出當今制造系統(tǒng)和標準的實際情況，而不應該依靠傳統(tǒng)的假設。500 伏 CDM 的 ESD 額定值適用于現代制造領域，并且符合 ANSI 標準。此外，符合 IEC 61000-4-2 要求的系統(tǒng)級保護是在 PCB 層面上實現的，而不是由單個調諧器組件的制造ESD 額定值所決定的。

編輯：黃飛

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