小尺寸面板主要包括手機觸摸屏、平板觸摸屏、數碼相機觸摸屏。這些面板和主板之間最常見的數據連接接口是MIPI(移動工業(yè)處理器接口)。通過加入 TVS 保護方案，提高 ESD 和 EOS 耐受水平，可以大大降低電子產品在日常生活中受到干擾甚至破壞的機會，從而延長產品的使用壽命，降低返修率，允許消費者對產品的信任度更高，品牌美譽度也隨之提高。

關鍵詞：ESD、MIPI、EOS、面板

隨著小型化智能產品的普及，各類消費電子產品日新月異，出現了越來越多集成化、復雜化的產品。面板顯示技術也發(fā)生了前所未有的變化。隨著顯示面板分辨率的提高，數據傳輸變得更加復雜和快速。但是，它也導致數據傳輸更容易受到外部干擾，最常見的干擾因素是ESD和EOS。如何有效保護面板，避免ESD/EOS攻擊對功能運行的影響甚至損壞，是我們亟待解決的問題。

1. 什么是 ESD/EOS?

ESD是一種靜電放電。是由于摩擦、電感等引起的電位差，兩個物體靠得很近或直接接觸時發(fā)生電荷轉移的現象。ESD事件在現實生活中經常發(fā)生，尤其是在濕度較低的環(huán)境中. 比如冬天搓手后觸摸門把手，會感覺到觸電，冬天睡前脫毛衣時產生的電弧，下雨天外面有閃電。這些實際上是發(fā)生在我們身上的 ESD 事件。

干燥的環(huán)境可能會使我們的身體承受高達數十萬伏的靜電。如果在沒有保護的情況下觸摸手機等電子設備的屏幕，ESD會通過面板的FPC進入電子設備的內部電路，瞬間釋放出高達數十安培的電流。如今，半導體制程技術越來越精密，最先進的制程技術已達到7nm。然而，如此昂貴的高端IC芯片本身的ESD耐受性已經不如從前，這使得使用這種芯片的先進電子設備面臨著巨大的挑戰(zhàn)。對于較小的情況，ESD 事件會干擾電子設備的正常運行。在嚴重的情況下，ESD可能會直接擊穿電子設備內部的IC芯片，

EOS 是一種電氣過應力。當外部電流或電壓超過設備或電子產品的最大規(guī)格時，產品性能可能會減弱甚至損壞。EOS是在多種情況下產生的，包括電源不穩(wěn)定引起的浪涌、熱插拔引起的瞬態(tài)浪涌電流、雷擊產生的瞬態(tài)感應電流、測試過程中的錯誤接線操作……。

2.電源ESD/EOS解決方案

對于電子設備的系統級測試，所使用的靜電測試環(huán)境必須符合 IEC 61000-4-2 標準。標準文件中規(guī)定了接觸放電和空氣放電兩種測試方法。針對不同的環(huán)境和電子產品，品牌廠商可以根據實際應用環(huán)境和需求設置相應的測試等級。對于小尺寸面板產品，一般建議進行接觸放電±8kV和空氣放電±15kV測試。建立合理的測試標準可以提高產品的可靠性，降低產品的退貨率。

除了ESD測試，很多小尺寸面板產品也通過8/20μs浪涌波形來完成EOS測試。測試根據 IEC 61000-4-5 標準文件進行。測試電壓等級和待測位置也由品牌廠家根據實際情況進行。目前，國內外眾多知名手機品牌都制定了相關測試標準，主要針對VSP、VSN、VCI(1.8V)Power……由于FPC元件區(qū)空間限制，單顆DFN1006可以使用(0402)封裝甚至更小尺寸的CSP0603 (0201)封裝TVS產品來進行保護。下表是 AMAZING Microelectronic Corp. 推薦的電源線 ESD 和 EOS 保護解決方案。

三、什么是MIPI

MIPI[1]是移動行業(yè)處理器接口的簡稱，是MIPI聯盟為移動應用處理器制定的開放標準規(guī)范。與傳統的信號傳輸方式相比，采用MIPI的模塊具有速度快、傳輸數據量大、功耗低、抗干擾等優(yōu)點，深受移動行業(yè)市場的青睞。

在用于小型面板的MIPI傳輸線中，低速和高速信號傳輸的差分線都包含在信號傳輸中。MIPI 指定了一個差分時鐘通道，其中一個數據通道可以擴展為四個差分對。數據速率可根據處理器要求和外部設置進行調整。此外，MIPI D-PHY 規(guī)范僅給出了數據速率范圍，并沒有指定具體的操作速率。在應用中，可用的數據通道和數據速率由接口兩端的設備決定。當前可用的 MIPI D-PHY IP 內核可提供高達 1 Gbps 的每個數據通道，這一特性使 MIPI 完全適用于當今的高性能應用。此外，

4. MIPI最佳ESD保護方案

為了保證數據線信號傳輸的完整性、電源電壓的穩(wěn)定性以及相關IC芯片不受ESD影響，需要在MIPI對應的線路上增加ESD保護器件。對于其復雜的線路要求，加入半導體TVS(Transient Voltage Suppressor)產品是目前最好的保護方案。當TVS管在兩端受到瞬時高能沖擊時，它可以以極快的響應速度(<1ns)突然降低其阻抗，將大電流引導至地，并在兩端之間產生鉗位電壓一個預定值，以確保后續(xù)電路元件免受瞬態(tài)高能沖擊的影響。

半導體TVS具有響應時間快、瞬態(tài)功率大、電容低、漏電流小、擊穿電壓小、鉗位電壓低、體積小、安裝方便等優(yōu)點。在TVS選型中，由于MIPI接口數據線的信號傳輸速率較快，建議使用小容量(≤0.5pF)的保護方案。此外，由于小尺寸面板的FPC元件面積空間有限，在ESD鉗位電壓較低的前提下，還需要盡可能選擇小封裝TVS器件。AMAZING Microelectronic Corp. 推薦使用下表中的以下部件用于小尺寸面板 MIPI 數據線的 ESD 保護解決方案：

在上表的方案推薦中，最引人注目的產品是AZ1743-04F，它采用了DFN1308P5Z，封裝尺寸僅為1.3mmx0.8mmx0.4mm，單個極小封裝的TVS陣列集成了4個I/O保護線，在PCB空間上比兩個或四個單通道0402封裝TVS產品小很多，更有利于FPC板在小尺寸面板狹小空間的設計。同時時間上，AZ1743-04F的電容值更低，鉗位電壓更低，產品性能優(yōu)于其他多單元產品，是MPI數據線的最佳ESD保護方案。

綜上所述，為了提升電子產品的使用體驗，延長電子產品的使用壽命，各種測試需求將不斷增加，ESD/EOS的測試需求也將不斷增加。此外，目前各類IC芯片的制造工藝技術越來越先進，導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更高效的保護方案。隨著電子產品功能的日新月異，TVS產品的設計技術也在不斷更新和先進，為電子產品提供更強大的保護。