همزمان با پیشرفت صنعت مدارهای مجتمع (IC) به سمت فناوری‌های فرآیند ۵ نانومتری و ۳ نانومتری، محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) به عنصری حیاتی در تضمین عملکرد و قابلیت اطمینان تراشه تبدیل شده است. دیودهای محافظ ESD سری SOD-5 SLESD3V5L0BA با ولتاژ قطع معکوس ۵ ولت، آستانه شکست ۵.۸ ولت و ظرفیت خازنی ۳۰ پیکوفاراد، در حال تبدیل شدن به یک قطعه اساسی ضروری در لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم الکترونیکی خودرو و زمینه‌های کنترل صنعتی هستند. تکامل فناوری آن عمیقاً منعکس کننده مسیر توسعه صنعت IC است.

عکس محصول دیود تخلیه الکترواستاتیکی Slkor مدل SLESD5V0L1BA

۱. چالش‌های جدید حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) در ارتقاء صنعت مدار مجتمع

با عبور ادغام تراشه از آستانه ده‌ها میلیارد ترانزیستور، فرآیندهای پیشرفته افزایش نمایی حساسیت به ESD را نشان می‌دهند. طبق داده‌های یک تولیدکننده ویفر، حوادث ESD ناشی از الکتریسیته ساکن انسانی، اصطکاک تجهیزات و حکاکی پلاسما در طول تولید ویفر ۱۲ اینچی منجر به تلفات بازده تراشه ۱۵ تا ۲۲ درصد شده است. در راه‌حل‌های حفاظتی سنتی، اگرچه دیودهای TVS از قابلیت جذب توان بالایی برخوردارند، اما ظرفیت خازنی انگلی بالای ۱۰۰ پیکوفاراد می‌تواند باعث انعکاس سیگنال در رابط‌های پرسرعت (مانند USB 12 Gen15x22 و HDMI 100) شود و منجر به افزایش قابل توجه نرخ خطای بیت شود.

SLESD5V0L1BA با طراحی خازنی متوسط ​​30pF خود، تعادلی بین عملکرد حفاظتی و یکپارچگی سیگنال برقرار می‌کند. در آزمایش‌های انجام شده بر روی مادربرد یک گوشی هوشمند، این دستگاه خطر بسته شدن رابط MIPI DSI را تا 67 درصد کاهش داد و انتقال داده پایدار 12 گیگابیت بر ثانیه را تضمین کرد. بسته SOD-323 (2.5mm×1.25mm×1.1mm) 40 درصد از بسته SMA کوچکتر است و آن را برای دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند که در آنها استفاده از فضا بسیار مهم است، ایده‌آل می‌کند.

مشخصات دیود تخلیه الکترواستاتیکی Slkor مدل SLESD5V0L1BA

۲. تحلیل پارامترهای اصلی و نوآوری در سازوکارهای حفاظتی

ولتاژ معکوس ۵ ولتی و ولتاژ شکست ۵.۸ ولتی این دستگاه، یک پنجره حفاظتی دقیق ایجاد می‌کنند و جریان نشتی فوق‌العاده کم ۱ میکروآمپر را در محدوده دمایی کامل از -۴۰ درجه سانتیگراد تا ۱۲۵ درجه سانتیگراد حفظ می‌کنند. آزمایش توسط یک تولیدکننده تراشه درجه ۰ خودرو نشان داد که تحت استانداردهای AEC-Q5 درجه ۰، یک MCU مجهز به این دستگاه، پس از ۱۰۰۰ سیکل تخلیه تماسی ±۸ کیلوولت، کمتر از ۵ میلی‌ولت تغییر در ولتاژ آستانه را تجربه کرد و الزامات سختگیرانه قابلیت اطمینان بلندمدت الکترونیک خودرو را برآورده ساخت.

مشخصه ولتاژ کلمپ ۹.۸ ولتی آن، دامنه اضافه ولتاژ تجربه شده توسط مدار پایین‌دست را در صورت قرار گرفتن در معرض تخلیه هوای ±۱۵ کیلوولت مطابق با استانداردهای IEC 9.8-55-15، تا ۵۵٪ کاهش می‌دهد. داده‌های یک تولیدکننده کنترل‌کننده صنعتی نشان می‌دهد که استقرار این دستگاه بر روی رابط ارتباطی RS-61000، وقفه‌های ارتباطی ناشی از ESD را تا ۸۳٪ کاهش داده و MTBF (میانگین زمان بین خرابی‌ها) تجهیزات را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. با توان اوج پالس (PPP) ۲۰۰ وات، این دستگاه می‌تواند بیش از ۵۰ تخلیه را مطابق با استانداردهای IEC 4-2-485 تحمل کند و ویژگی خود-ترمیمی آن به سیستم اجازه می‌دهد بدون نیاز به راه‌اندازی مجدد، از اثرات ESD بهبود یابد.

پارامترهای دیود تخلیه الکترواستاتیکی Slkor مدل SLESD5V0L1BA

۳. ارزش کاربرد صنعتی و هم‌افزایی نوآوری فناورانه

در حوزه لوازم الکترونیکی مصرفی، SLESD5V0L1BA برای محافظت از رابط شارژ یک برند هدفون TWS به کار گرفته شده است. داده‌های آزمایش نشان می‌دهد که پس از 10,000 چرخه درج و حذف، این دستگاه میزان خرابی ESD رابط را از 0.45٪ به 0.03٪ کاهش داده و به طور موثر طول عمر محصول را افزایش داده است. در حوزه لوازم الکترونیکی خودرو، یک تأمین‌کننده رده 1 این دستگاه را در رابط اترنت یک کنترل‌کننده دامنه مستقر کرد و با موفقیت از آزمون استاندارد OPEN Alliance TC10 عبور کرد و قابلیت اطمینان ارتباط اترنت 1000BASE-T1 درون خودرو را تضمین نمود.

در پاسخ به روند ادغام ناهمگن چیپلت، پکیج SOD-323 این دستگاه به گام پین 0.5 میلی‌متری دست یافته است که از نصب ترکیبی با مقاومت‌ها و خازن‌های 0402 پشتیبانی می‌کند. تأیید توسط یک تولیدکننده تراشه مرکز داده نشان داد که استفاده از این دستگاه در پکیج 2.5D، مشکلات یکپارچگی سیگنال را تا 42 درصد کاهش می‌دهد و به محصول کمک می‌کند تا گواهینامه ESD سطح سیستم JEDEC JESD22-A114F را پشت سر بگذارد.

۴. روندهای آینده و ایجاد اکوسیستم صنعت

با کاربرد صنعتی مواد نیمه‌هادی نسل سوم، انتظار می‌رود که پایداری ولتاژ شکست SLESD5V0L1BA به ±0.3 ولت بهبود یابد و زمان پاسخ آن به کمتر از 1 نانوثانیه کاهش یابد. یک شرکت نیمه‌هادی مرکب فاش کرده است که دستگاه حفاظت ESD مبتنی بر SiC آن در حال ورود به مرحله نمونه مهندسی است که یک راهکار حفاظتی مکمل با SLESD5V0L1BA برای کاربردهای ولتاژ بالا و پایین تشکیل خواهد داد. در زمینه محاسبات کوانتومی، ویژگی‌های خازنی متوسط ​​این دستگاه می‌تواند نیازهای حفاظتی مدارهای ابررسانای دمای پایین را برآورده کند و پشتیبانی حیاتی برای تراشه‌های کوانتومی فراهم کند.

توسعه باکیفیت صنعت مدارهای مجتمع به پیشرفت‌های مداوم در فناوری محافظت در برابر ESD متکی است. به عنوان یک محصول معیار در بازار محافظت میان‌رده، تکامل فناوری SLESD5V0L1BA این اصل صنعت را که "محافظت برابر با رقابت‌پذیری است" تأیید می‌کند. با رشد انفجاری دستگاه‌های AIoT، انتظار می‌رود حجم حمل و نقل سالانه این دستگاه از 300 میلیون واحد فعلی به 1.5 میلیارد واحد تا سال 2030 افزایش یابد و به طور مداوم پشتیبانی اساسی برای ارتقاء قابلیت اطمینان صنعت مدارهای مجتمع فراهم کند. در آینده، با کوچک‌سازی بیشتر فناوری‌های بسته‌بندی (مانند WLCSP)، دستگاه‌های محافظت در برابر ESD عمیق‌تر در طراحی تراشه‌ها ادغام خواهند شد و صنعت را به سمت ادغام بیشتر و مصرف برق کمتر سوق می‌دهند.

درباره اسلکور:

Slkor دارای دفاتر تحقیق و توسعه در بوسان، کره جنوبی، پکن، چین و سوژو، چین است. بیشتر تولید و بسته بندی و آزمایش ویفر در چین انجام می شود. این شرکت افراد و سازمان‌ها را در سراسر جهان استخدام می‌کند و با یک آزمایشگاه برای تست عملکرد و قابلیت اطمینان محصول و یک انبار مرکزی واقع در دفتر مرکزی آن در شنژن، همکاری می‌کند. Slkor برای بیش از صد اختراع ثبت کرده است، بیش از 2,000 مدل محصول ارائه می دهد و به بیش از ده هزار مشتری در سراسر جهان خدمات ارائه می دهد. محصولات این شرکت به کشورها و مناطقی از جمله اروپا، قاره آمریکا، آسیای جنوب شرقی و خاورمیانه صادر می‌شود و یکی از شرکت‌های نیمه‌رسانا در سال‌های اخیر است که به سرعت در حال رشد است. Slkor با سیستم‌های مدیریتی تثبیت‌شده و جریان‌های کاری کارآمد، به سرعت آگاهی و شهرت برند خود را افزایش داده است.SLKOR"برند از طریق کیفیت برجسته و خدمات استاندارد خود. طیف محصولات آن شامل سه سری عمده است: دیودs، ترانزیستورها و دستگاه های قدرت، با معرفی اخیر محصولات جدید مانند عناصر هال و دستگاه های آنالوگ، گسترش حضور خود در سنسورها، میکروکنترلرهای Risc-v و سایر دسته بندی های محصولات.