TVS选型 | 应用于汽车行业的可焊性侧面封装

日期 : 2022-10-25
标签 :
TVS,汽车电子,侧面封装

新闻内容

自20世纪初以来,汽车行业经历了重大演变,进行了数不清的创新、改变和优化。现代汽车已具备复杂的功能,例如倒车摄像头、功能齐全的信息娱乐系统、智能手机底座、GPS导航、蓝牙连接和其他高级功能。不仅如此,一些最新的车型还具备自动驾驶、前后碰撞检测、自动泊车功能等。不难想象,车辆中使用的电子元件数量正在激增。同时,为容纳更多新元件,电子元件小型化也变得至关重要。

半导体行业正在生产集成电路(IC)的无引线封装,以便为大量电子元件腾出空间,并满足现代汽车对安全性和可靠性的要求。汽车行业遇到的一个大难题是在后封装组装过程中,印刷电路板(PCB)上的焊点缺乏可见性。连接位于封装下方,从顶部和侧面均不可见。因此,无法确定 IC 是否与 PCB 充分焊牢。原始设备制造商(OEM)一直在使用X射线机来检测不可靠的焊点,但这样既昂贵又耗时。此外,这种方法也无法用于多层板或具有复杂布局和布线流程的电路板。

每块车辆 PCB 都必须经过严格的自动视觉检查(AVI)后组装,以符合安全和可靠性标准。其目标是确保每个电气接头都充分焊接并且连接可靠。

1  可焊性侧面简介

带可焊性侧面的封装是为了使装配过程更易于制造、更经济而发明的。可焊性侧面是一种允许部分引线在封装边缘可见的技术。这样便于对形成的焊料圆角(在引线的垂直侧和PCB上的焊盘之间形成的“凸块”)进行视觉检查。即便在焊接过程中大部分IC不可见,这种侧面无引线封装中的焊料圆角也便于检查和测试焊点。铜引线为镀锡,可支持焊点从底部扩散并沿IC的侧壁向上流动。因此焊接完成后,很容易检查IC是否与PCB焊牢。借助图1所示的可焊性侧面,AVI可以轻松检测是否有任何不当焊点。

图1 可焊性侧面封装示意图

可焊性侧面封装还具有其他优点。它提高了可靠性,从而提高了产量。同时,节省了制造成本和时间。使用这种封装技术,可以设计具有灵活外形和尺寸的IC。由于镀锡用于覆盖铜端子,起到保护层的作用,能保护铜避免因长时间使用而造成氧化。

Semtech 提供众多采用 DFN 封装的汽车级瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管,所有汽车电路保护产品都可以选择可焊性侧面封装。如图2所示,Semtech 的汽车类电路保护产品采用了锯齿阶梯切割可焊性侧面工艺。这样既节省了板空间,又为 AVI 提供了极佳的焊点可见性。这就是为什么可焊性侧面技术能实现汽车行业中的安全和可靠性标准。

 

图2  汽车TVS二极管中的可焊性侧面

 

2  Semtech的汽车TVS解决方案

现在我们来看看 Semtech 带可焊性侧面的静电放电(ESD)保护TVS二极管产品组合,它们适用于各类汽车应用。

我们介绍的第一款产品是用于控制器局域网或CAN总线的ESD保护的TVS二极管。汽车应用中有多种总线接口。CAN总线允许微控制器和其他控制单元相互通信。

Semtech 的 µClamp®2424PWQ 是采用 DFN (2.5x1.0x0.55mm) 封装的24V TVS 二极管,采用先进的可焊性侧面技术,可在 ESD 和电气过载 (EOS) 事件期间保护 CAN 总线。根据 IEC 61000-4-2 标准规范,µClamp2424PWQ 可在 ±30kV(空气)和 ±30kV(接触)的条件下提供4条线路的ESD事件瞬态保护。它具有 18pF(最大值)的极低电容,每条线路的额定最大EOS电流为 5A (tp = 8/20μs)。

第二款产品是保护汽车千兆以太网的TVS二极管。随着功能和车载应用越来越多,汽车对更高带宽的需求也不断增长,采用以太网技术能满足这一需求。在设计用于在恶劣的汽车环境中部署以太网等高速接口的系统时,必须确保提供足够的ESD 保护,以在意外瞬态事件期间实现可靠运行。

 Semtech 的 RClamp®0592PWQ 也带有可焊性侧面,专门设计用于为汽车千兆以太网端口提供浪涌和 ESD 保护。它具有 1.2pF 的典型结电容,可保护两条高速数据线。它的工作电压为 5.0V,动态电阻仅为 0.07Ω(典型值)。RClamp0592PWQ 采用 3 引脚 DFN 封装 (1.0 x 0.6 x 0.55 mm)。

在汽车环境中,高速数据传输接口(如 HDMI 和显示端口)也需要得到保护,以免受 ESD 和 EOS 事件影响。

Semtech 的 RClamp0534PWQ 非常适合用于保护四条高速数据线。它在 I/O 引脚和 GND 之间具有 0.18pF 的最大结电容。RClamp0534PWQ 的工作电压为 5V,最低击穿电压为 5.5V,采用 10 引脚 DFN 封装 (2.5 x 1.0 x 0.55 mm),带有可焊性侧面。

 结语

Semtech 是 TVS 二极管的先进制造商,为许多全球广受欢迎汽车的电子配件提供保护。在恶劣的汽车环境中,精心设计和正确选择TVS二极管对于保护通信总线和接口至关重要。

汽车系统设计必须符合第4级 IEC61000-4-2 标准以及AEC-Q 认证。因此采用可焊性侧面的封装在大多数汽车应用中变得必不可少。Semtech采用可焊性侧面封装工艺的TVS产品组合高效且值得信赖,可保护汽车中的高速数据总线和其他通信总线。