液晶顯示屏的ESD和EOS怎么破?

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

隨著小型智能產品的普及，各種消費電子產品正在快速變化，并且越來越多的集成和復雜的產品已經出現。面板顯示技術也發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，這也使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。

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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致兩個物體彼此靠近或彼此直接接觸時發生電荷轉移的現象。在現實生活中，特別是在濕度較低的環境中，ESD事件經常發生。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生的電弧以及下雨天的閃電。這些實際上是發生在我們身上的ESD事件。

干燥的環境可能導致我們的身體攜帶數十萬伏特的靜電。如果觸摸沒有保護的電子設備(例如手機)的屏幕，ESD將通過面板的FPC進入電子設備的內部電路，并立即釋放高達數十安培的電流。如今，半導體工藝技術變得越來越復雜，最先進的工藝技術已達到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備面臨巨大挑戰。在較小的情況下，ESD事件會干擾電子設備的正常運行。在嚴重的情況下，ESD可能會直接破壞電子設備的內部IC芯片，

EOS是電氣過應力。當外部電流或電壓超過設備或電子產品的最大規格時，產品性能可能會減弱甚至損壞。EOS的產生有多種情況，包括電源不穩定引起的電涌，熱插拔引起的瞬態浪涌電流，雷擊產生的瞬態感應電流以及測試過程中接線錯誤……

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2.電源ESD/ EOS解決方案

對于電子設備的系統級測試，使用的靜電測試環境必須符合IEC61000-4-2標準。標準文件中規定了接觸放電和空氣放電的兩種測試方法。針對不同的環境和電子產品，品牌制造商可以根據實際應用環境和需求設置相應的測試級別。對于小型面板產品，通常建議執行±8kV的接觸放電和±15kV的空氣放電測試。建立合理的測試標準可以提高產品的可靠性并降低產品退貨率。

除了ESD測試外，許多小尺寸面板產品還通過8/20μs的浪涌波形來完成EOS測試。該測試是根據IEC61000-4-5標準文件執行的。測試電壓等級和測試的位置也由客戶根據實際情況進行。目前，國內外許多知名手機品牌已經制定了相關的測試標準，主要針對VSP，VSN，VCI(1.8V)電源。由于FPC組件領域的空間限制，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產品都要進行保護。根據客戶的需求，雷卯電子推出電源線ESD和EOS保護解決方案。

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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：像素點上開關管的開啟關閉電壓，加在開關管的柵極上，VGH高電平打開給像素點電容充電，VGL 負電壓關閉開關管;

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;

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4.最佳MIPIESD保護解決方案

為了確保數據線信號傳輸的完整性，電源電壓和相關IC芯片的穩定性不受ESD的影響，有必要在與MIPI相對應的線路上增加ESD保護器件。對于復雜的線路要求，目前添加半導體TVS(瞬態電壓抑制器)產品是最佳的保護解決方案。當TVS管的兩端受到瞬時高能沖擊時，它可以以非常快的響應速度(<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定值，以確保保護后續電路組件免受瞬態高能沖擊。

半導體TVS具有響應時間快，瞬態功率大，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點。在TVS選擇中，由于MIPI接口數據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。表中的以下部分是雷卯電子推薦用于小型MIPI面板數據線上的ESD保護解決方案：

在上表的解決方案建議中，最引人注目的產品是ULC052010P5A，它使用DFN2010的封裝，并且單個非常小的封裝中的TVS陣列集成了4個I/O保護線。它在PCB空間中比兩個或四個單通道0402封裝TVS產品小得多，這更有利于小尺寸面板中FPC板的設計。同時，雷卯電子ULC052010P5A具有比其他多單元產品更低的電容值，更低的鉗位電壓和更好的產品性能，是MPI數據線的最佳ESD保護解決方案。

總而言之，為了改善電子產品的使用體驗并延長電子產品的使用壽命，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，當前各種類型的IC芯片的制造工藝技術變得越來越先進，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一種更有效的保護解決方案。隨著電子產品功能的快速變化，雷卯電子的TVS產品的設計技術不斷更新和先進，從而繼續為電子產品提供更強大的保護。

編輯：黃飛

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