ST推出的ESDCAN03-2BM3Y，這是首款用于CAN總線的汽車級瞬態電壓抑制器，采用小型DFN1110封裝，線路電容僅為3.3 pF，1 A鉗位電壓為33 V. 該設備是工程師在設計汽車控制單元時面臨的令人興奮的挑戰的直接結果。隨著傳感器和處理單元的增加，設計人員必須在很小的表面上封裝大量組件。此外，其中一些組件對于駕駛員和乘客的安全至關重要。例如，防撞系統、安全氣囊或防抱死系統都使用控制器局域網總線（或 CAN 總線）。在筆記本大小的 PCB 上集成許多 CAN 控制器時會出現問題。除了空間限制外，封裝系統還面臨工程師在交付設計之前必須克服的許多電氣問題。

綜合戰略的好處

設計團隊與大量的制造商和解決方案競爭，這可能會讓人眼花繚亂。因此，ESDCAN03-2BM3Y 的獨特之處不僅在于其電氣功能，還在于它代表了 ST 整體汽車戰略的另一個組成部分。當工程師尋找微控制器時，他們可以求助于SPC5 MCU。需要更精確的 GNSS 接收器？TeseoV是當今唯一的雙頻和三頻型號。從尾燈系統到電源管理等等，當團隊與同一個合作伙伴一起處理項目的更多方面時，他們將受益于更好的支持和更具成本效益的解決方案。新的 TVS 設備再次提醒我們希望在汽車領域提供補充解決方案。借助 ESDCAN03-2BM3Y，我們提供了一種保護 CAN 總線免受密度和可靠性挑戰的新方法。

ESDCAN03-2BM3Y：高密度PCB的解決方案

太空挑戰

處理高密度 PCB 時最明顯的挑戰是其空間限制。然而，以更小的封裝設計 TVS 本身就是一個需要解決的復雜問題。在前幾代設備中，ST 有時會在一個屋檐下集成多個芯片。搬到更小的外殼必然會限制我們一次可以使用的模具數量，這會對性能產生負面影響。因此，我們的工程師需要找到一種解決方案來提高性能，同時只使用一個芯片和更小的封裝。

使 ESDCAN03-2BM3Y 成為可能的創新來自 ST 所謂的“垂直技術”。最初用于智能手機的組件，它采用垂直 PN 結。結果，信號從器件頂部進入，從基板底部離開，反之亦然。ST 現在可以在 ESDCAN03-2BM3Y 中使用這項技術，因為我們的團隊設法將其適應 24 V 設備。除了實現更小的封裝外，使用垂直結構還意味著電氣路徑明顯更短。隨著我們從水平技術中的毫米級轉向微米級，我們的解決方案享有更低的電阻路徑，從而對整體性能產生積極影響。

寄生挑戰

從事高密度 PCB 工作的工程師必須克服的另一個問題與寄生干擾有關。事實上，電路板上的軌道太多了，設計人員知道他們必須處理電感問題。因此，保護?? CAN 總線的設備必須具有固有的低電容以避免問題復雜化。這一挑戰如此嚴峻，以至于汽車制造商自己提出了硬性限制，他們中的大多數要求保護 CAN 總線的設備的線路電容小于 6 pF。然而，獲得低電容具有挑戰性，因為這種權衡可能會對組件的其他電氣特性產生負面影響。

因此，ESDCAN03-2BM3Y 在業界是獨一無二的，因為它實現了僅3.3 pF的線路電容，遠低于制造商的要求，從而在處理其他組件時為工程師提供了更多的空間。ST 憑借其新的封裝技術和設備架構實現了這一壯舉。我們的研發工程師采用了智能手機中使用的最新芯片技術結構，以最大限度地減少有源區域的寄生電容。因此，我們顯著降低了整體線路電容。簡而言之，我們的工程師優化了架構，以提供比當今任何其他競爭設備更好的規格。

瞬態耦合挑戰

最后，封裝 PCB 中可能出現的第三個困難來自瞬態耦合。在微小的表面上存在大量組件意味著瞬態電壓抑制器必須盡可能靠近 CAN 連接器，以避免可能損壞附近設備的靜電放電傳播。這就是工程師密切關注 TVS 的鉗位能力以了解在面臨浪涌時通過多少電壓的原因。許多工程師的問題是較低的線路電容往往會增加鉗位電壓。而且，正如我們之前看到的，汽車制造商需要低線路電容。

與競爭器件相比，ESDCAN03-2BM3Y 通過提供最低的線路容量和最低的最大鉗位電壓解決了這個難題。由于該器件的低動態電阻，ST 工程師在 3 A 時實現了 32 V 的鉗位電壓。事實上，改進封裝可以優化芯片尺寸，從而提供更好的夾持性能。相比之下，大多數競爭器件在 1 A 時的鉗位電壓超過 40 V。重要的是，公司經常密切關注這些數字，因為它們是更強大實施的代名詞。

ESDCAN03-2BM3Y：下一代汽車的解決方案

制造挑戰

在工程師評估設備的規格后，他們通常會進入資格認證階段，這可能會變得很棘手。即使團隊找到了有史以來最好的 TVS，與大規模生產不兼容的模型也無法使用。此外，制造商通常會建立任務配置文件，即設定最低可靠性要求的文件。例如，一家公司將要求 TVS 在特定溫度下運行最少小時數。當瞬態電壓抑制器背后的公司沒有運行與任務配置文件匹配的測試時，問題就出現了。在這種情況下，TVS 制造商將不得不進行新的試驗，這既費時又可能延遲特定項目。

可濕性側翼

ESDCAN03-2BM3Y 注意到了這些問題，并以可潤濕側面和經認證的 175 oC 結溫形式提供了解決方案。前者是 DFN1110 封裝的固有特性。對于傳統的底部焊盤，評估焊點的唯一方法是使用 X 射線圖像。問題是該過程昂貴且繁瑣，從而導致制造成本增加。可濕性側面通過將焊點移動到側面來解決這個問題，從而實現自動目視檢查。因此，工程師可以期望顯著降低擁有成本和制造成本。

高結溫

ESDCAN03-2BM3Y 在可靠性測量中也很突出，因為 ST 認證的結溫為 175 oC。這個數字本身可能聽起來很自夸，因為車內沒有任何東西可以達到這個數字。但是，我們繼續提供此類評級的原因是為了確保我們滿足當前執行的每一項任務配置文件。工程師不必要求 ST 進行更多的可靠性測試，他們也不會有意外。我們已經在超出行業要求的溫度下運行了基準測試。因此，公司將很快知道該組件是否滿足他們的要求。

電動汽車挑戰

設計團隊正面臨著以漏電流形式實現車輛電氣化的新挑戰。制造商總是有嚴格的要求，但現在比以往任何時候都更加嚴格。事實上，工程師必須處理這樣一個事實，即即使在停機數周后，電動汽車仍必須在停車且未充電的情況下啟動。因此，由于在汽車處于睡眠模式時泄漏電流會耗盡電池，因此將其保持在最低限度至關重要，否則用戶將不相信他們的車輛能夠可靠地工作。因此，許多汽車制造商要求其 TVS 的最大漏電流僅為 100 nA。EDSCAN03-2BM3Y 的漏電流為 50 nA，遠遠超出了這些預期。結果，工程師獲得了更多的空間，這將簡化他們的設計操作。

審核編輯：郭婷