晶焱科技推出低操作電壓ESD保護元件

AZ6112-01F之TLP量測結果。

由於擁有更大的頻寬可傳輸大量的資料，USB3.1、HDMI2.0、Thunderbolt 2等高速傳輸介面應用即將漸漸取代前一代規格的傳輸介面。隨著半導體製程技術的進步，晶片可藉由降低操作電壓，達到低功耗、高速傳輸的需求，使電子產品更省電、效能更佳。然而，由於操作電壓的降低，在電子產品遭受ESD衝擊時晶片更容易導通而遭到ESD的損毀。

針對這些低操作電壓系統如2.5V或1.2V產品，如果選用一般3.3V或5V的ESD保護元件，由於ESD保護元件在ESD事件發生期間所提供的導通電壓(trigger voltage)與箝制電壓(clamping voltage)不夠低，這些ESD保護元件無法有效的迅速導通來保護晶片，ESD能量會經由內部受保護的functional IC導通放電，造成永久的損傷。

因此，ESD保護元件在ESD事件發生期間所提供的導通電壓與箝制電壓必須要夠低，除了提供受保護電路免於遭受靜電放電的衝擊而造成永久的損傷，還要能確保訊號傳輸不會受到ESD的干擾。

晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術。針對低操作電壓系統，利用自有專利技術設計提供最完整的ESD解決方案。針對2.5V以下操作電壓，晶焱科技推出AZ6225-01F，提供低箝制電壓、高ESD耐受度的防護元件，供系統產品於ESD測試時最佳的防護效果，適用於操作在2.5V及以下之電源端或控制訊號端。

為符合電子產品輕薄小巧、易於攜帶的需求，AZ6225-01F為DFN1006P2E(0402)的封裝，以達到在PCB設計上兼具高聚集度及高度彈性的優勢。

利用傳輸線脈衝系統(TLP)，可量測ESD保護元件在ESD測試時的箝制電壓。圖一為AZ6225-01F之TLP量測結果，觀察TLP電流為17A (等效IEC 61000-4-2接觸模式6kV測試)時的箝制電壓，其箝制電壓僅有4.5V，可提供受保護電路有效的ESD防護。AZ6225-01F本身提供IEC61000-4-2 ESD 30kV的防護能力。

除此之外，AZ6225-01F也提供IEC61000-4-5雷擊防護的功能，其雷擊耐受電流達20A，可有效避免系統電源端EOS(Electrical Over Stress)問題。

另針對1.2V以下操作電壓，晶焱科技推出AZ6112-01F，利用自有專利技術設計將保護元件的導通電壓進一步降低到3.5V，提供操作在1.2V及以下之電源端或控制訊號端有效的ESD防護。

AZ6112-01F之TLP量測結果如圖二所示。AZ6112-01F同樣為DFN1006P2E (0402)的封裝，以達到在PCB設計上兼具高聚集度及高度彈性的優勢。AZ6112-01F本身提供IEC61000-4-2 ESD 15kV的防護能力。AZ6112-01F同樣提供IEC61000-4-5雷擊防護的功能，其雷擊耐受電流達12A，可有效避免系統電源端EOS (Electrical Over Stress)問題。

隨著消費者對電子產品的使用品質要求越來越高，系統操作電壓越來越低，ESD保護元件的導通電壓與箝制電壓也需要設計得越來越低，晶焱科技將持續發展更先進的防護設計技術來滿足這項需求。(本文由晶焱科技設計研發部莊哲豪資深經理提供，尤嘉禾整理)