ESD可视化设备布局的重要性

积层贴片压敏电阻、齐纳二极管等ESD保护元件安装ESD发生源附近，可有效地应对ESD。

然而，ESD的侵入路径很难确定，安装的ESD保护元件没有发挥其原有实力的情况很常见。
为了发挥元件的原有实力，我们必须确定ESD的侵入路径，并且需要安装在ESD发生源的附近。
因此，我们使用ESD 可视化系统对安装位置的重要性进行了调查，并在此进行介绍。

目录

介绍视频 (2:06)

ESD可视化设备-优化基板布局-

根据安装位置的不同ESD的动向（积层贴片压敏电阻）

ESD应对措施中贴片压敏电阻的最佳安装配置

实现最佳ESD应对措施和最佳基板布局的TDK贴片压敏电阻

ESD可视化设备-优化基板布局-

ESD可视化设备是一种通过用非接触磁场探针自动扫描ESD电流来实现ESD电流可视化的设备。
因为能获得扫描区域内的电场强度分布，所以是一个ESD保护应对措施中优化基板布局的有效工具。
利用这个设备，可以观察ESD保护元件的根据安装位置不同，基板上的ESD的动向。

根据安装位置的不同ESD的反应（积层贴片压敏电阻）

使用以下基板评估ESD反应。
保护对象产品使用LED，ESD保护元件使用积层贴片压敏电阻。
在距离下图的支点（★）约10mm和约40mm处安装贴片压敏电阻，并观察各自的ESD的动向。

图3 评估基板和验证条件

验证条件

◆ ESD施加电压：+1kV

◆ 基板：FR-4/Cu 焊盘布局

◆ 焊盘布局：由几条安装线平行组成的布局

◆ ESD对策部件：贴片压敏电阻（1608尺寸/27V/430pF）

◆ 保护对象：LED（ESD耐压量6kV）

◆ 安装位置：距平行支点（图中的★）约10毫米，40毫米

在大约10mm（左）和大约40mm（右）的位置安装贴片压敏电阻时的ESD的动向。
贴片压敏电阻放得越近，流向压敏电阻的ESD越多，流向LED线路的ESD越少。

可以看出，贴片压敏电阻的安装位置在距离支点大约10mm时，ESD在进入电路后会立即流入压敏电阻的安装线路，即使在ESD峰值时间点，也可以看出主要还是流向贴片压敏电阻安装线路。

图5 延时摄影（安装位置：10mm）

＜ESD施加前后的延时（安装位置：10mm）＞

另一方面，贴片压敏电阻的安装位置在距离支点约40mm时，ESD在进入电路后立即流入LED线路，在峰值时也流入LED线路。这意味着相对较高的电负荷施加到了LED上。

图6 延时摄影（安装位置：40mm）

＜ESD施加前后的延时（安装位置：40mm）＞

ESD应对措施中片状压敏电阻的最佳安装配置

对贴片压敏电阻安装位置的场强分析表明，10mm（蓝色）时引入ESD的速度快了约0.3ns。
对于到达峰值时间约为1ns的ESD，这0.3ns的时间是一个非常显著的差异。
外加，由于可以更早地引入ESD，峰值时的电场强度也更高。
这意味着，如果将贴片压敏电阻安装在靠近ESD进入源的位置，更多的ESD可以引入到贴片压敏电阻上。

图7 电场强度

在上述验证条件下，实际对ESD耐压量进行了测量，发现在安装ESD保护元件，而且安装位置更接近ESD进入源时，ESD耐压量更高。
这意味着，为了采取更好的ESD应对措施，将贴片压敏电阻安装在靠近ESD进入源的是最合适的。

图8 ESD耐压量

ESD施加条件

◆ ESD标准：IEC61000-4-2 HBM (150pF/330Ω)

◆ 极性和次数：两种极性(±)各10次

实现最佳ESD应对措施和最佳基板布局的TDK贴片压敏电阻

随着基板的复杂化，即使可以确定ESD侵入源，也可能会受限于附近的安装空间。
TDK的积层贴片压敏电阻的特点之一是包括小型化的产品系列。
TDK目前正在量产的贴片压敏电阻，面向民生品的最小尺寸为EIA01005 (0.4 x0.2 mm)、面向车载的最小尺寸为行业最小的EIA0402 (1.0 x0.5 mm)。
因此，如果使用TDK贴片压敏电阻，可以节省空间，可以实现自由度高的安装部署。

图9 TDK特片压敏电阻的特点：小型化

审核编辑：彭菁