解决几个主要设计难题的思路探讨

ESD问题：先解决器件的评估与选择

尽管很多IC器件本身具备一定的ESD保护功能，但如今越来越多的系统设计需要外部的ESD保护器件。现有的方案中，压敏电阻虽然价格低廉，但经历多重应力后性能容易衰退、具有高寄生电容，通态导电率低；而聚合物虽然寄生电容低，但触发电压高，且性能同样容易衰退。

因此，随着当今设计向小型化、更高密度、更多复杂功能度，市场对钳位性能更优异、低泄露使用寿命更长的瞬态电压抑制器(TVS)(已有超低电容版本)的需求越来越大，特别是手机等带多种高速互连接口的小体积、高密度便携式消费电子系统设计。“在市场份额方面，压敏电阻与TVS差不多开始各占一半。”安森美半导体公司亚太区标准产品部市场营销副总裁麦满权说。

正如安森美标准产品组分立产品部资深技术专家Robert Ashton博士指出的，IEC61000-4-2等ESD抑制标准是针对系统级设计的，而在器件级，业界尚无更进一步的测试标准，各个厂商有不同的定义和要求。“一般厂商都声称ESD器件能承受最高±30KV的应力，但其他指标的表现可能就大相径庭了。”

Robert推荐了一种测量鉴定同类ESD器件的直观方法―相同应力电压触发后的屏幕截图和传输线路脉冲(TLP)分析法(图2是相关电气原理图)，可用它来对比不同厂商的产品。前者可对比ESD器件对大电流导电率(钳位电压)、到达低工作电压后的时间，后者通过TLP电流-电压(I-V)曲线对ESD器件放电过程一目了然。

图2：非常适用于测量和鉴定ESD保护性能的TLP电气原理图。

另外，包含几个TVS二极管的ESD阵列虽然比同数量单个TVS元件在PCB占位面积上更小，更经济，但安森美的麦满权提醒到，这里有一个电路布局问题，若ESD的导入接口分布在系统相距较远的两侧，那么采用ESD阵列可能导致走线拉长和变得更复杂，得不偿失，这时候分别采用几个独立的TVS器件反而更省事，对系统性能产生的影响也更小。

最后谈谈封装。ESD器件的封装脚间距如今已可做到很小，不过目前大陆很多SMT生产线并不能达到一些封装要求的工艺水平，时常有元件脱落现象，因此工程师选器件还要考虑生产环节的匹配问题，最小不一定最合适。

实现真正具有成本效益的设计

不过，很多业内人士表示，中国工程师经常迫于老板们要求的上市时间和成本压力，不得以可能会对“没有最好只有更好”的设计难题如EMI问题简单处理一下就完事，使得产品的质量难以保证，而且产品的功能也会受到影响。如果你也在为这种折衷而痛苦，那么请试着用下面的事实去说服你的老板实现一种真正的成本效益。

声称对中国前五名“贴牌手机”（即俗称的“黑手机”）制造商有所了解的麦满权指出，这些公司设计团队很强大，对设计质量的高要求出乎人们的意料，舍得必要的投入。无须承诺“三包”的黑手机厂商都从做长远生意和身份转“正”的角度考虑来要求设计的高可靠性，更何况时刻担心客户投诉或返修而影响品牌形象或丢失利润的“正经”公司呢？除非他不想让公司发展壮大。

作者：赵艳