yulzhu

电子技术应用专栏作家——芝能汽车。紧跟技术创新,助力行业发展。

ESD电容问题

0
阅读(43224)

如果汽车电子模块有不用的引脚,那么我们如何去处理呢?
我们在处理时,可以考虑直接连接到地平面上去。(参考福特公司的处理方案ELCOMP17)
(Modules that have spare pins (never used in any version using the same PCB); these pins shall be tied to the module ground plane.)
如果有射频接受模块的话,这些引脚的接地可能会造成射频接受性能的降低,这时候就不能使用接地的方式了,必须使用ESD的电容和放电电阻来消除静电的影响了。
还有一种例外也是很常见的,如果这些不用的引脚附近有电源或者HSD输出的时候,我们就必须考虑把这些引脚接电容或者地了。显而易见的是,如果这些引脚相邻小于5mm,在不断的插拔过程中,引脚可能弯曲,这样会引起严重的断路事故,这是不被允许的。

当然ESD电容和放电电阻不一定必须接到地,也可以接到阻抗低的电源。以上所有的措施都是为了防止静电从意想不到的路径传递到板上。

我们看看ISO10605的描述

我们在设计ESD电容的时候,电容的容值是有限的,额定电压也是有限地,该如何去选取呢?总结如下:
<!--[if !ppt]--><!--[endif]-->

<!--[if ppt]--><!--[endif]-->

Applied Voltage Levels
For a specific ESD test Level, the lower the value of capacitance under test, the greater the voltage applied.
Higher values of capacitance can withstand high levels of ESD pulses。
The actual applied voltage is also limited by air discharge, which is a function of the case size.
Capacitor Capabilites
ESD电压大小和电容容值
对于特定ESD测试,容值越小,加到电容上的电压越高,参考ESR放电模型可以得出这样的结论。
电容容值大,可以抵抗较高的电平。实际加在电容上的电压受空气放电的影响,和外壳容器大小是相关的。

Dielectric materials and Rated Voltage

C0G will wishstand higher levels of ESD for the same voltage rating and capacitance value
Higher voltage ratings are important if higher ESD levels were going to be involved
For the same chip size, as the voltage rating increases, the maximum capacitance available decreases
填充材料和额定电压
这里有几点要注意的,首先C0G这种材质的电容最稳定也是性能最好的对于过ESD实验来说,其次电容的额定电压越大过高等级的ESD实验越有帮助。最后同样尺寸的电容,额定电压增加时,容值是受限的(电容发展越来越快的情况下,这种情况在改善。)

Chip Size

Chip size has little effect on basic ESD capability,providing the same capacitance value is available at the same voltage rating
For smaller chip sizes, the maximumu availabe capacitance at the same voltage rating decreases
Reduction of chip size should be evaluated carefully for ESD critical appliactions.This is especially true if it is necessary to trade off voltage rating or capacitance value
Use of 0603 chip sizes will most likely result in lower ESD levels.Air Breakdown is a factor to be considered
Chip sizes samller than 0603 should not be used in ESD critical Applications
电容封装大小
电容大小对ESD能力影响不大,如果是同样的容值和同样的额定电压的情况下。
越小的封装,其最大可实现的容值是受限制的,在额定电压情况相同的条件下。
减小电容封装在严酷的ESD要求下需要谨慎。
0603的电阻普遍用在低ESD要求下,空气击穿是一个主要因素。小于0603不能使用。

Voltage Coefficient

C0G dielectric materials are close to ideal, and are not affected by voltage coefficients
X7R dielectric materials are Ferro electric, this effect increase the voltage applied
Higher voltage ratings are again desirable to reduce the impact of the voltage coefficient on the voltage applied
Smaller size chips may also influence the impact of the voltage coefficient
电压增加对容值的影响,C0G来说几乎不变,X7R会增大,额定电压高会削弱这种影响。小封装也会对此起作用。
下面为实验和分析数据,摘自KEMET分析报告