ESD-Schutz Keine Chance für elektrostatische Entladungen

Mehr als eine Milliarde TVS-Dioden in Chip-Scale-Gehäusen wurden 2014 von Infineon hergestellt und ausgeliefert. Diese Dioden schützen Millionen elektronischer Geräte vor Ausfall durch elektrostatische Entladungen.

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ET System electronic GmbH

ROHM Semiconductor GmbH

Treston Deutschland GmbH

Infineon Technologies AG

Die ultra-kleinen TVS-Dioden von Infineon werden für den Schutz elektronischer Produkte vor elektrostatischen Entladungen (ESD) eingesetzt und verhindern sicher, dass die Geräte durch Überspannung zerstört werden. TVS steht für Transient Voltage Suppressor.

Mehr als eine Milliarde solcher Dioden hat die Infineon Technologies AG im vergangenen Kalenderjahr in blanken, bleifreien Silizium-Waferlevel-Gehäusen (WLL) an seine Kunden ausgeliefert. TVS-Dioden in WLL-Gehäusen werden in Anwendungen genutzt, bei denen die Miniaturisierung einen hohen Stellenwert einnimmt. Dies ist etwa bei Touchscreen- und Tastaturschnittstellen und zunehmend auch bei den immer beliebter werdenden Hochgeschwindigkeits-Datenports für Geräte der Mobilelektronik der Fall.

ESD und EMV

Was bei ESD wirklich passiert

Denn hohe Signalgeschwindigkeit und eine kleine Größe machen elektronische Geräte grundsätzlich anfälliger für ESD. Zugleich dürfen die verwendeten Dioden aber die Signalqualität des Schaltkreises nicht beeinträchtigen. Die TVS-Dioden zeichnen sich laut Infineon durch einen ausgesprochen niedrigen parasitären Widerstand aus und stellen damit eine hohe Signalqualität sicher. Sie entsprechen oder übertreffen die in der Richtlinie IEC61000-4-2 definierten Standards gegen schwerwiegende ESD.

Das SG-WWL-2-1-Gehäuse von Infineon hat mit 0,58 x 0,28 mm eine ausgesprochen kleine Grundfläche, bei einer Tiefe von gerade 0,15 mm. Auf gedruckten Leiterplatten ermöglicht dies eine direkte Platzierung neben Anschlüssen wie zum Beispiel USB-Ports oder externen Kontaktpunkten wie Steuertasten oder Touchpads. Angesichts der Tatsache, dass in gängigen Produkten der Unterhaltungselektronik durchschnittlich 10 bis 30 TVS-Dioden verwendet werden, unterstützt diese kleine Abmessung das Ziel einer weiteren Verkleinerung der Geräte, ohne dabei Leistungseinbußen in Kauf nehmen zu müssen.

Im TVS-Dioden-Portfolio mit WLL-Gehäuse von Infineon ist die Mehrzweckdiode ESD200-B1-CSP0201 enthalten. Diese ist für den Schutz von Schnittstellen zwischen Mensch und Gerät wie z.B. Touchscreens, Tastaturen/Keyboards, Tasten und Audioeingänge konzipiert. Ihre bidirektionalen Merkmale vereinfachen die Montage auf Leiterplatten in Produktionslinien mit hohen Volumina. Die Diode absorbiert ESD-Schläge von bis zu ±16000 V bei Luft- und Kontaktentladung und bringt diese auf ein Niveau von 12 V. Der Normtest nach IEC61000-4-2 sieht für eine Sicherheit bei Kontaktentladungen dagegen lediglich ±8000 V vor.

Die Diode ESD108-B1-CSP0201 ist für den Schutz von Hochgeschwindigkeitsschnittstellen konzipiert. Sie verfügt über eine außerordentlich niedrige parasitäre Kapazität von 0,28 pF (in der Regel bei 1 MHz) und kann somit die unabdingbare Signalintegrität sicherstellen. Die Diode absorbiert ESD-Schläge von bis zu ±25 kV bei Luft- und Kontaktentladung, womit die Normvorgaben von ±8 kV für Kontaktentladung und ±15 kV für Luftentladung deutlich übertroffen werden.

Unterstützung von Entwicklungsmaßnahmen für den ESD-Schutz

Infineon unterstützt Kundenprogramme zur Entwicklung von Systemen für eine höhere Robustheit und den Schutz vor ESD durch Expertenberatung sowie die Bereitstellung einer umfangreichen Bibliothek mit Simulationsmodellen für TVS-Dioden.

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