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Evolution Edition-

Radiation Technology for ESD Protection Device 2016年 12月 繁體中文版

Radiation Protection 熱輻射製程技術是 指在晶片生產過程中,在grinding製程前,經由 一道熱輻射製程,使晶片具備更高熱散逸能力, 增加抗力,進而使電性能力更趨近於理想二極體 的一種技術。

本期內容 

Radiation 是甚麼

為何需要發展 Radiation

對電性特性的影響

產品Roadmap


為 何 需 要 發 展

在極低容值的ESD 保護元件中,容值表現一直是備受關注的參數之一。而在電壓與容值的關係中,偏壓 越高,其容值相對也增加。但我們卻又期望容值能維持不動甚或越來越低。 而增加的容值有可能影響信號的傳遞。

Radiation

談到崩潰電壓,當然期望這條曲線轉折越趨於直角越好。

容值與偏壓曲線圖

崩潰電壓I-V曲線圖


Radiation帶來的改變-Breakdown Voltage VB

圖三:未來芯第二代芯片,崩潰電壓曲線圖

這是上一代的產品所展現出的崩潰曲線。轉折至1mA 測試電流的VB值是7.03V,開始呈現崩潰是6.65V, 這兩點的壓差是0.38V。如圖三所示。圖四為他牌同 型號的電壓曲線圖,依同樣條件測試,其兩點的壓差 達到8.36V-6.86V

為1.5V,此壓差越大表現曲線越

斜,轉折角度越小。 而第三代採用Radiation技術晶片,壓差已經縮小至 0.16V,實測圖形如圖五所示。 圖四:他牌同型號產品崩潰電壓曲線圖

圖五:採用Radiation技術崩潰電壓曲線圖


Radiation帶來的改變-Capacitance CJ值 0.7

Capacitance ,CJ(pF)

0.6 0.5

Non-Radiation

0.4

0.3

Radiation

0.2 0.1 0 0

1

2

3

4

Working Voltage ,VR(V),F=1MHZ

5

圖六:CJ值表現差異圖

容值高低決定適用線路的速度快慢。越低且均勻的容值有助於在高速線路應用上的穩定性。

Radiation帶來的改變-ESD能力的增加 ESD測試採Contact模式,Radiation技術至少帶來4成以上的ESD能力。實測的數據如下表所說明。

Technology

Non-Radiation

Radiation

ESD Level

ESD Level

ESD Level

ESD Level

14KV

16KV

18KV

20KV

VB:PASS

VB:Over Spec

VB:Over Spec

VB:Short

IR:PASS

IR:Over Spec

IR:Over Spec

IR:Short

VB:PASS

VB:PASS

VB:PASS

VB:PASS

IR:PASS

IR:PASS

IR:PASS

IR:PASS


比對的數據 Brand

ESD Level

ESD Level

ESD Level

ESD Level

14KV

16KV

18KV

20KV

Brand A

VB:PASS

VB:PASS

VB:Short

VB:Short

AZ54XX

IR:PASS

IR:PASS

IR:Short

IR:Short

FutureWafer

VB:PASS

VB:PASS

VB:PASS

VB:PASS

FW0524LCS

IR:PASS

IR:PASS

IR:PASS

IR:PASS

圖七:DFN2510外觀圖

FW0524LCS採用DFN 2.5X1.0

圖八:FW0524LCS內部結構圖

10pin的封裝,可提供4 個I/O pin。容值於VR=0V,I/O pin對GND

時,最大不超過0.5pf,而I/O對I/O亦可達到0.25pf以下的容值,可對應USB3.1 。 ESD能力無論是I/O-GND或I/O-I/O,均可達到20KV的要求。

圖九:比對品牌於20KV測試後,電性失效

圖十:FW0524LCS於20KV測試後,電性正常


Package

Body Size

On Line

Can be used for

Peak Pulse Current (A)

8/20uS

ESD Contact (KV)

pF

Capacitance

VR=0V﹑I/O-I/O

# Protection Line

Device

Product Road Map

DFN1006-2L

1.0X0.6

Feb-2017

DFN1006-3L

1,0X0.6

Feb-2017

TX +/MK05BLCA

1

0.25

20

5

TX +/D+/TX +/-

MKESD3LCA

2

0.25

20

5

TX +/D+/TX +/-

MK0524LCS

4

0.25

20

5

TX +/-

DFN2510-10L 2.5X1.0

Ready

DFN4120-10L 4.1X2.0

Feb-2017

DFN3810-9L

3.8X1.0

Feb-2017

DFN5515-18L 5.5X1.5

Feb-2017

D+/TX +/MK4120LCA

6

0.25

20

5

TX +/D+/TX +/-

MK3805CL

8

0.25

20

5

TX +/D+/TX +/-

MK0518CL

8

0.25

20

5

TX +/D+/-


Device:MK05BLCA

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

IZ=1mA Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1 Any I/O Pin to GND.

Reverse Leakage Current Clamping Voltage Junction Capacitance

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND.

0.2

uA

VC

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

10 18

V

C I/O-I/O

Vdc=0V,f=1MHZ

0.2

0.25

pf

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

0.2

uA

1.15

V

10 18

V

Device:MKESD3LCA

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

IZ=1mA

Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1 Any I/O Pin to GND.

Reverse Leakage Current

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND. IF=15mA

Forward Voltage

VF GND to any I/O Pins

Clamping Voltage

VC

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

C I/O-GND Junction Capacitance

0.5

0.55

0.2

0.25

Vdc=0V,f=1MHZ C I/O-I/O

pf


Device:MK0524LCS

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

0.2

uA

1.15

V

10 18

V

IZ=1mA Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1

Any I/O Pin to GND. Reverse Leakage Current

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND. IF=15mA

Forward Voltage

VF GND to any I/O Pins

Clamping Voltage

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

VC C I/O-GND

Junction Capacitance

0.5

0.55

0.2

0.25

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

0.2

uA

1.15

V

10 18

V

Vdc=0V,f=1MHZ

pf

C I/O-I/O

Device:MK4120LCA

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

IZ=1mA Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1 Any I/O Pin to GND.

Reverse Leakage Current

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND. IF=15mA

Forward Voltage

VF GND to any I/O Pins

Clamping Voltage

VC

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

C I/O-GND Junction Capacitance

0.5

0.55

0.2

0.25

Vdc=0V,f=1MHZ C I/O-I/O

pf


Device:MK3805CL

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

0.2

uA

1.15

V

10 18

V

IZ=1mA Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1 Any I/O Pin to GND.

Reverse Leakage Current

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND. IF=15mA

Forward Voltage

VF GND to any I/O Pins

Clamping Voltage

VC

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

C I/O-GND

Junction Capacitance

0.5

0.55

0.2

0.25

Typ.

Max.

Units

5

V

9.6

V

0.2

uA

1.15

V

10 18

V

Vdc=0V,f=1MHZ

pf

C I/O-I/O

Device:MK0518CL

Parameter Reverse Stand-off Voltage

Symbol

Condition

VRWM

Any I/O Pin to GND

Min.

IZ=1mA Reverse Breakdown Voltage

VBR

6.1 Any I/O Pin to GND.

Reverse Leakage Current

IR@VR=5V

Any I/O Pins to GND. IF=15mA

Forward Voltage

VF GND to any I/O Pins

Clamping Voltage

VC

IPP=1A tp=8/20us IPP=5A,tp=8/20us

C I/O-GND Junction Capacitance

0.5

0.55

0.2

0.25

Vdc=0V,f=1MHZ C I/O-I/O

pf


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Radiation tech  
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