依据市场研究机构IDC指出欧洲穿戴设备的耳机出货量占比从2018年21.2%到2019第二季度52.3%,整整增加了30%,可以确定的是消费者视听娱乐的习惯正在改变。从头戴式耳机,有线耳机,到无线耳机,耳机已经有逐渐小型化的趋势,也使得消费者在使用上更加便利,不只可以结合许多电子产品使用,甚至更搭载了AI智能,以语音的方式,便可以无接触的操作音源大小、呼叫Siri等功能。自从2016年Apple发布第一款TWS(True Wireless Stereo)真无线蓝牙耳机AirPods,让蓝牙耳机的需求量突飞猛进,但直到了Apple Iphone7取消了3.5mm的耳机插孔后,才奠定了真无线蓝牙耳机在市场需求的地位。
真无线蓝牙耳机其连接耳机技术分为三种,如图一。第一、蓝牙5.0主副耳传输:手机蓝牙先连接主耳机(一般为右耳)再透过主耳机连接到副耳机,所以连接时间较长,也因为多了一道联机机制所以功耗较高 (如Sony WF-1000X/WF-SP700N即是利用此技术);第二、NFMI近场感应技术:距离短、高频率的无线电技术,利用手机间耦合一个非传播的磁场进行感应传输且功耗低 (如Nuforce BE Free8与B&O Play Beoplay E8皆使用此技术);第三、TWS Plus蓝牙5.0左右耳独立传输:左右耳可以独自连接手机,不需要主副耳传输就能达到快速联机和省电功能且功耗低续航力高 (如Apple Airpods 第二代和AVIOT TE-D01b运用此技术)。然而耳机这类的产品容易受到来自人体的静电放电效应(Electrostatic Discharge, ESD)或是充电电源端的电性过度应力(Electrical Over Stress, EOS)影响,导致电子系统工作异常,甚至造成产品的损毁,而有返修问题,严重的话甚至会影响品牌形象,让消费者不再信任。
现在耳机要求的芯片体积越来越小,制程越来越先进,处理器与蓝牙芯片整合的趋势明确,使得产品更容易遭受到静电放电效应的影响而更加脆弱与敏感,导致静电放电的测试越来越严苛,最基本的测试规格要通过IEC61000-4-2 ±8kV的接触放电测试,此方法用来仿真系统在客户端使用时会受到静电放电的情况。只要设计时在较为敏感处及信号线加入适当的ESD/EOS防护组件,就可以在事前做好防护措施,避免后端产品受ESD破坏导致损坏或死机,造成损耗成本较高。
晶焱科技有先进的静电放电防护设计技术,特别针对耳机的防护需求,开发出一系列具有小封装且有多种规格的静电放电防护器件,可供客户依照不同的产品需求做选用。而现在的电子产品設計讲求轻薄小巧,对于元器件封装有严苛的要求,小的封装尺寸更可以整合到系统模块,作为系统ESD/EOS的防护将更具弹性。晶焱科技利用自有的专利技术推出一系列静电保护组件,对应不同的应用提供0201/0402甚至是01005超小型封装,ESD单体耐受度Contact / Air皆为±8kV/±15kV以上,有些还包含EOS防护的能力,如表一所列。其中01005封装大小仅有0.4 mm x 0.2 mm,厚度也只有0.1 mm,可满足TWS电子产品对于元器件的小封装需求。随着未来的新科技走向,晶焱科技将持续开发出更加符合市场客户需求的静电放电防护器件,亦可提供客制化产品的完美方案。
表一、晶焱科技在耳机应用的小型TVS。
参考文献:
https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prEUR145041019
https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prEUR145593419
https://www.techteller.com/sci/true-wireless-headphones/