針對移動便攜裝置NFC天線的ESD保護組件
將NFC與移動電話整合在一起,提供消費者以近距離感測方式進行支付交易是現(xiàn)在廣泛討論與實現(xiàn)的功能。但在大家熱中于討論與實現(xiàn)NFC的各種整合與實現(xiàn)方式時,有一項不可被忽視的影響是靜電放電(ESD)的沖擊經(jīng)由NFC天線對整個NFC的溝通功能所造成的錯誤動作。行動電話這些電子產(chǎn)品由于頻繁地與人體接觸,很容易受到ESD的沖擊。此外,這些電子產(chǎn)品所采用的IC大多采用最先進的半導(dǎo)體工藝技術(shù),所使用的組件閘極氧化層很薄且接面很淺,很容易受到ESD的沖擊而造成損傷。因此,這些電子產(chǎn)品需要額外的ESD保護組件來避免ESD沖擊導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)機,甚至硬件受到損壞,而NFC天線是必須具有ESD保護組件保護的第一關(guān)。
針對移動電話等便攜式電子產(chǎn)品所使用的ESD保護組件需符合下列幾項要求:
第一、為符合這類電子產(chǎn)品輕薄小巧、易于攜帶的需求,ESD保護組件的尺寸必須夠小,例如0402封裝尺寸,甚至0201封裝尺寸,以達到在PCB設(shè)計上兼具高集成度及高靈活性的優(yōu)勢。
第二、ESD保護組件接腳本身的寄生電容必須要小,以避免信號受到干擾。例如使用在天線中的ESD保護組件,必須考慮到天線所使用的頻段,不同頻段所能夠接受的最小寄生電容值,通常使用在天線的ESD保護組件其寄生電容值必須小于1pF,甚至更低。
第三、ESD保護組件所適用的最大工作電壓及單向或雙向特性的選擇,必須考慮信號上下擺動的最高及最低電壓,避免信號受到影響。例如使用在手機的天線,信號最高電壓通常會超過10V且最低電壓會低于0V,必須選擇適用此信號電壓的雙向ESD保護組件;使用在GPS的天線,最高電壓通常小于5V且最低電壓不會低于0V,可使用5V單向的ESD保護組件。
第四、ESD防護組件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV的ESD攻擊。
第五、也是最重要的,ESD保護組件在ESD事件發(fā)生期間所提供的鉗位電壓必須要足夠低,除了提供受保護電路免于遭受靜電放電的沖擊而造成永久的損傷,還要能確保信號傳輸不會受到ESD的干擾。
針對NFC應(yīng)用的AZ4217-01F保護組件
針對這些便攜式電子產(chǎn)品,對于ESD保護組件的設(shè)計需要同時符合上述所有要求,困難度變得很高。
晶焱科技擁有先進的ESD防護設(shè)計技術(shù),針對便攜式電子產(chǎn)品,利用自有專利技術(shù)推出一系列0402 DFN/0201 DFN、低電容、雙向/單向、單信道的ESD保護組件(如表1所列)。其中0402 DFN封裝大小僅有1.0mm&TImes;0.6mm,厚度只有0.55mm高;0201 DFN封裝大小更是僅有0.6mm&TImes;0.3mm,厚度只有0.3mm高,可以滿足便攜式電子產(chǎn)品輕薄小巧對于組件封裝的嚴(yán)苛要求。如此小的封裝尺寸,更可以整合到系統(tǒng)模塊中,作為系統(tǒng)ESD的防護將更具彈性。
特別針對NFC應(yīng)用中的天線保護推出AZ4217-01F ESD保護組件,這是目前業(yè)界唯一提供適用于最大工作電壓17V,具有0402封裝尺寸、極低電容、雙向特性的ESD保護組件。圖1顯示了AZ4217-01F的特性。
圖1:AZ4217-01F ESD保護組件的特性 圖。(雜志放c,d)