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    液晶顯示屏的ESD和EOS怎么破

    更新時間:2022-04-13      點擊次數(shù):1148

    越來越多的電子產(chǎn)品加上液晶屏,包括手機觸摸屏,平板電腦觸摸屏和數(shù)碼相機觸摸屏。這些面板和主板之間最常見的數(shù)據(jù)連接接口是MIPI(移動行業(yè)處理器接口)。通過添加小型TVS  ESD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(chǎn)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(chǎn)品的使用壽命,降低了返修率,從而使消費者對產(chǎn)品的信任度更高,同時也提高了品牌聲譽。

    隨著小型智能產(chǎn)品的普及,各種消費電子產(chǎn)品正在快速變化,并且越來越多的集成和復(fù)雜的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)。面板顯示技術(shù)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(shù)據(jù)傳輸變得更加復(fù)雜和快速。但是,這也使數(shù)據(jù)傳輸更容易受到外部干擾,最常見的干擾因素是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(dǎo)致兩個物體彼此靠近或彼此直接接觸時發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。在現(xiàn)實生活中,特別是在濕度較低的環(huán)境中,ESD事件經(jīng)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(chǎn)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(dǎo)致我們的身體攜帶數(shù)十萬伏特的靜電。如果觸摸沒有保護的電子設(shè)備(例如手機)的屏幕,ESD將通過面板的FPC進入電子設(shè)備的內(nèi)部電路,并立即釋放高達數(shù)十安培的電流。如今,半導(dǎo)體工藝技術(shù)變得越來越復(fù)雜,最.先.進的工藝技術(shù)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(shè)備面臨巨大挑戰(zhàn)。在較小的情況下,ESD事件會干擾電子設(shè)備的正常運行。在嚴重的情況下,ESD可能會直接破壞電子設(shè)備的內(nèi)部IC芯片,

    EOS是電氣過應(yīng)力。當(dāng)外部電流或電壓超過設(shè)備或電子產(chǎn)品的最大規(guī)格時,產(chǎn)品性能可能會減弱甚至損壞。EOS的產(chǎn)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(chǎn)生的瞬態(tài)感應(yīng)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(shè)備的系統(tǒng)級測試,使用的靜電測試環(huán)境必須符合IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品,品牌制造商可以根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境和需求設(shè)置相應(yīng)的測試級別。對于小型面板產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)可以提高產(chǎn)品的可靠性并降低產(chǎn)品退貨率。

    除了ESD測試外,許多小尺寸面板產(chǎn)品還通過8/20μs的浪涌波形來完成EOS測試。該測試是根據(jù)IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)文件執(zhí)行的。測試電壓等級和測試的位置也由客戶根據(jù)實際情況進行。目前,國內(nèi)外許多知.名手機品牌已經(jīng)制定了相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn),主要針對VSP,VSN,VCI(1.8V)電源。由于FPC組件領(lǐng)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(chǎn)品都要進行保護。

    3.什么是MIPI VCC VSN VSP VCI

    VCC:供電電源,這沒啥好說的;

    VSN、VSP:液晶驅(qū)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(guān)管的開啟關(guān)閉電壓,加在開關(guān)管的柵極上,VGH高電平打開給像素點電容充電,VGL 負電壓關(guān)閉開關(guān)管;

    VCOM:液晶像素點的存儲電容共用電極;

    VCI  接口供電電壓RESET:液晶屏的重啟引腳;

    4.最佳MIPI ESD保護解決方案

    為了確保數(shù)據(jù)線信號傳輸?shù)耐暾?,電源電壓和相關(guān)IC芯片的穩(wěn)定性不受ESD的影響,有必要在與MIPI相對應(yīng)的線路上增加ESD保護器件。對于復(fù)雜的線路要求,目前添加半導(dǎo)體TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)產(chǎn)品是最佳的保護解決方案。當(dāng)TVS管的兩端受到瞬時高能沖擊時,它可以以非??斓捻憫?yīng)速度(<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(yù)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(dǎo)體TVS具有響應(yīng)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(shù)據(jù)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。

    總而言之,為了改善電子產(chǎn)品的使用體驗并延長電子產(chǎn)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(dāng)前各種類型的IC芯片的制造工藝技術(shù)變得越來越先進,導(dǎo)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。


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