越來越多的電子產品加上液晶屏,包括手機觸摸屏,平板電腦觸摸屏和數碼相機觸摸屏。這些面板和主板之間*常見的數據連接接口是MIPI(移動行業(yè)處理器接口)。通過添加小型TVSESD靜電保護解決方案并提高ESD和EOS耐受水平,可以大大減少電子產品在日常生活中受到干擾甚至被破壞的機會,從而延長了產品的使用壽命,降低了返修率,從而使消費者對產品的信任度更高,同時也提高了品牌聲譽。
隨著小型智能產品的普及,各種消費電子產品正在快速變化,并且越來越多的集成和復雜的產品已經出現。面板顯示技術也發(fā)生了前所未有的變化。隨著顯示面板分辨率的提高,數據傳輸變得更加復雜和快速。但是,這也使數據傳輸更容易受到外部干擾,*常見的干擾因素是ESD和EOS。如何有效地保護面板,避免ESD/EOS攻擊對功能運行甚至損害的影響,是我們亟待解決的問題。
1.什么是ESD/EOS?
ESD是靜電放電。這是由于摩擦,電感等引起的電位差導致兩個物體彼此靠近或彼此直接接觸時發(fā)生電荷轉移的現象。在現實生活中,特別是在濕度較低的環(huán)境中,ESD事件經常發(fā)生。例如,如果在冬天摩擦雙手后觸摸門把手,則會感覺到觸電,冬天睡覺前脫下毛衣時產生的電弧以及下雨天的閃電。這些實際上是發(fā)生在我們身上的ESD事件。
干燥的環(huán)境可能導致我們的身體攜帶數十萬伏特的靜電。如果觸摸沒有保護的電子設備(例如手機)的屏幕,ESD將通過面板的FPC進入電子設備的內部電路,并立即釋放高達數十安培的電流。如今,半導體工藝技術變得越來越復雜,*先進的工藝技術已達到7nm。但是,如此昂貴的高端IC芯片本身卻沒有以前那么好的ESD耐受性,這使得使用該芯片的先進電子設備面臨巨大挑戰(zhàn)。在較小的情況下,ESD事件會干擾電子設備的正常運行。在嚴重的情況下,ESD可能會直接破壞電子設備的內部IC芯片,
EOS是電氣過應力。當外部電流或電壓超過設備或電子產品的*大規(guī)格時,產品性能可能會減弱甚至損壞。EOS的產生有多種情況,包括電源不穩(wěn)定引起的電涌,熱插拔引起的瞬態(tài)浪涌電流,雷擊產生的瞬態(tài)感應電流以及測試過程中接線錯誤……
2.電源ESD/EOS解決方案
對于電子設備的系統級測試,使用的靜電測試環(huán)境必須符合IEC61000-4-2標準。標準文件中規(guī)定了接觸放電和空氣放電的兩種測試方法。針對不同的環(huán)境和電子產品,品牌制造商可以根據實際應用環(huán)境和需求設置相應的測試級別。對于小型面板產品,通常建議執(zhí)行±8kV的接觸放電和±15kV的空氣放電測試。建立合理的測試標準可以提高產品的可靠性并降低產品退貨率。
除了ESD測試外,許多小尺寸面板產品還通過8/20μs的浪涌波形來完成EOS測試。該測試是根據IEC61000-4-5標準文件執(zhí)行的。測試電壓等級和測試的位置也由客戶根據實際情況進行。目前,國內外許多知名手機品牌已經制定了相關的測試標準,主要針對VSP,VSN,VCI(1.8V)電源。由于FPC組件領域的空間限制,它可以利用單個DFN1006(0402)封裝甚至是較小尺寸的CSP0603(0201)封裝的TVS產品都要進行保護。根據客戶的需求,百檢檢測推出電源線ESD和EOS保護解決方案。
液晶顯示屏的ESD和EOS解決方法
3.什么是MIPIVCCVSNVSPVCI
VCC:供電電源,這沒啥好說的;
VSN、VSP:液晶驅動電源,就是可以給控制像素點透光的電容充電,一個正電壓一個負電壓,還有一種做法是只有一個正電壓叫AVDD;
VGH、VGL:像素點上開關管的開啟關閉電壓,加在開關管的柵*上,VGH高電平打開給像素點電容充電,VGL負電壓關閉開關管;
VCOM:液晶像素點的存儲電容共用電*;
VCI接口供電電壓RESET:液晶屏的重啟引腳;
4.*佳MIPIESD保護解決方案
為了確保數據線信號傳輸的完整性,電源電壓和相關IC芯片的穩(wěn)定性不受ESD的影響,有必要在與MIPI相對應的線路上增加ESD保護器件。對于復雜的線路要求,目前添加半導體TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)產品是*佳的保護解決方案。當TVS管的兩端受到瞬時高能沖擊時,它可以以非??斓捻憫俣?<1ns)突然降低阻抗,將大電流引向地面,并在兩端之間施加鉗位電壓預定值,以確保保護后續(xù)電路組件免受瞬態(tài)高能沖擊。
半導體TVS具有響應時間快,瞬態(tài)功率大,電容低,漏電流小,擊穿電壓小,鉗位電壓低,尺寸小和易于安裝的優(yōu)點。在TVS選擇中,由于MIPI接口數據線的信號傳輸速率很快,因此建議使用低容量(≤0.5pF)的保護解決方案。另外,由于小尺寸面板的FPC組件區(qū)域的空間有限,在低ESD鉗位電壓的前提下,還需要盡可能多地選擇小封裝TVS器件。
液晶顯示屏的ESD和EOS解決方法
在上表的解決方案建議中,*引人注目的產品是ULC2510P5A,它使用DFN2010的封裝,并且單個非常小的封裝中的TVS陣列集成了4個I/O保護線。它在PCB空間中比兩個或四個單通道0402封裝TVS產品小得多,這更有利于小尺寸面板中FPC板的設計。同時,雷卯電子ULC2510P5A具有比其他多單元產品更低的電容值,更低的鉗位電壓和更好的產品性能,是MPI數據線的*佳ESD保護解決方案。
液晶顯示屏的ESD和EOS解決方法
總而言之,為了改善電子產品的使用體驗并延長電子產品的使用壽命,各種測試要求將不斷增加,而ESD/EOS的測試需求也將不斷增加。另外,當前各種類型的IC芯片的制造工藝技術變得越來越先進,導致芯片的公差越來越低。為了通過更嚴格的ESD/EOS測試,敏感芯片接口處或附近的電路需要考慮一種更有效的保護解決方案。隨著電子產品功能的快速變化,雷卯電子的TVS產品的設計技術不斷更新和先進,從而繼續(xù)為電子產品提供更強大的保護。