【经验】降低EFM32系列CSP封装32位微控制器光照影响的方法
1. 简介
芯片级封装（CSP）具备占用面积小、经济高效等特点，在小型可穿戴设备和小型物联网产品中得到了大量应用。通常，半导体封装采用了不透明的黑色环氧树脂作为封装材料，能够阻挡所有光到达芯片。而芯片级封装（CSP）本质上是一片裸硅，虽然这种封装非常适合节省空间和降低成本，但它们会使电路芯片暴露在光线下，导致漏电流增加。虽然这种情况对于光电二极管是必不可少的，但对于CMOS集成电路来说通常是不希望的。尤其对于低功率微控制器或精密模拟IC而言，会产生额外的电流消耗，进而对电路功能造成影响。
2. EFM32系列控制器光照影响
SILICON LABS EFM32WG360F256-A-CSP81是一款采用CSP的节能型微控制器，尺寸约为4.3 mm。 控制器顶部有一层不透明的黑色涂层（这实际上是芯片的背面），另一侧具有再分布层和焊球，用于将芯片连接到PCB。实验表明，当CSP封装中的器件暴露在强光下时，EM2漏电流将增大，导致掉电检测器（BOD）复位MCU。 为防止复位，需将EMU_CTRL寄存器中的EMVREG复位，增加EM2中的电流偏移量，然而，这种情况下， EM2电流将增加到大约400μA，这对于低功耗应用来说不是一个好的解决方案， 更好的解决方案是阻止所有光线到达CSP封装。
3.防止光线照射EFM32 CSP封装的方法
3.1使用挡光外壳
在大多数产品中，PCB板封装在某种类型的外壳中，免受灰尘，污垢和机械损坏。使用CSP封装时，可以通过产品外壳来阻止光线照射，如手机和相关产品就采用了这种设计。
然而，在许多低成本产品中容易忽视光线的阻隔。此外，在使用光电子设计产品时，外壳必须将光线传递给光电子元件，并在需要时阻挡光线。产品外壳设计应确保阻挡任何光线到达CSP封装的半导体。CSP封装顶部的不透明背面材料可阻挡大部分光线。但是，它是一层薄薄的材料，不会阻挡所有光线。使用卤素灯进行的实验表明，在EFM32WG360F256-A-CSP81顶部的照度达到30 mW/cm2将导致其复位。EFM32WG360F256-A-CSP81对与芯片左侧成45°角的光源最敏感。在该角度下约4mW/cm 2的光照度将导致复位，这表明芯片的边缘和封装的下侧比具有黑色涂层的顶部更容易受光影响。
图1 EFM32WG360F256-A-CSP81光敏感区域
3.2使用半导体级环氧树脂覆盖
如果无法使用外壳阻挡光线，另一种解决方案是使用半导体级环氧树脂来完全覆盖CSP封装。在这种方法种，仅仅使用底部填充材料或仅覆盖封装的四个侧面都是不够的。仅使用底部填充材料，重置EFM32所需的辐照度仍然为4mW / cm2。必须使用足够的环氧树脂材料覆盖整个包装，包括每个角落，才能提供最佳的遮光效果。
图2 正确的覆盖方法
图3 错误的覆盖方法
图2为正确的覆盖方法。使用了足够的材料，角落完全被覆盖，在包装上形成一个光滑的圆顶。而图3为错误的方法。覆盖材料不足，CSP的角落容易受光照影响。图3的CSP以30 mW/cm2的辐照度复位，而图2的CSP装置在100 mW/cm2的辐照度下未复位。
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SILICON LABS 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，频率24MHz~80MHz，Flash存储4kB~2048kB，RAM存储2kB~512kB。
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产品型号
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品类
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系列
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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Cryptography
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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DAC
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USB
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Cap Sense
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LCD
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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UART
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USART
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SPI
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I2C
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I2S
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EMIF
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RTC
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Comparators
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EFM32GG290F512-BGA112
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32位MCU
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EFM32 Giant Gecko
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48
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512
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128
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1.98
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3.8
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BGA112
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10x10
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±2%
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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90
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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-
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Cap Sense
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-
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Temp Sensor
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7
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3
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3
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2
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RTC
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2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS最新发布的EFM32PG26（PG26）32位微控制器系列通过提升两倍的闪存和RAM容量，以及GPIO的数量来满足各种低功耗和高性能嵌入式物联网应用需求。面向无线连接功能的需求，PG26可作为EFR32xG26多协议无线SoC平台的软件兼容MCU版本，有助于开发人员基于同一平台设计快速且无缝地升级低功耗蓝牙、Matter、Thread、Zigbee或专有无线连接设计。
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SILICON LABS EFM32PG23/EFM32PG22 32-bit Microcontrollers选型表
EFM32PG23 Series 2 and EFM32PG22 Series 2 MCUs
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产品型号
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品类
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Series
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Core
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Max GPIO
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Max LCD Segments
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Max Temperature（℃）
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Vdd Min (V)
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Vdd Max (V)
|
Frequency（MHz）
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Flash (kB)
|
RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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Security
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ADC 1
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USB
|
Temp Sensor
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UART
|
RTC
|
Package Type
|
Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
|
Cryptography
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EFM32PG23B200F128IM40
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Microcontroller
|
EFM32PG23 Series 2
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ARM Cortex-M33
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34
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4 x 20
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125
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1.71
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3.8
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80
|
128
|
64
|
29
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Vault
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16-bit, 12-ch., 1 Msps
|
×
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Temp Sensor
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3
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RTC
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QFN40
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5x5
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2%
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Secure; SW; ETM
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AES-1
AES-256
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【应用】高性能32位MCU EFM32为低功耗TFT控制器提供高端图形用户界面（GUI）
典型的现代显示器需要控制昂贵且功能强大的高端MCU，同时也消耗了相当大的功率。为解决MCU问题，Silicon Labs给出了更高效的解决方案，其设计的EFM32微控制器能够在片上直接驱动TFT外设，以提供低成本的高性能显示驱动功能，同时仍然消耗尽可能少的功耗。。Flash资源从16KB~128KB，RAM资源从8KB~16KB，同系列不同型号的芯片均为pin-pin兼容。
【应用】低功耗32位MCU在智能安防无线报警系统中的应用
芯科高性能低功耗的32位微控制器EFM32非常适合于智能安防系统的应用，其EFM32JG系列内核采用运算性能突出的Cortex-M3设计，极大地缩短了智能安防应用中的算法处理时间，提高了系统的性能。
SILICON LABS EFM32 Wonder Gecko 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，基于48MHz Frequency,64kB~256kB Flash,32kB RAM等参数进行选型。
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产品型号
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品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
|
Dig I/O Pins
|
ADC 1
|
DAC
|
Cap Sense
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
|
UART
|
USART
|
SPI
|
I2C
|
I2S
|
EMIF
|
RTC
|
Comparators
|
Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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Cryptography
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ADC
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EFM32WG230F128-QFN64
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Microcontroller
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48
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128
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32
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56
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
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4
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5
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3
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3
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2
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1
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0
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RTC
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2
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1.98
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3.8
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QFN64
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9x9
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±2%
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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8 x Ch 500 x MSPS 12 x bit
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【应用】EFM32JG1B200低功耗32位MCU在暂态录波型故障指示器中的应用
本文提出了一种基于EFM32JG1B200低功耗32位MCU的暂态录波型故障指示器，给出了暂态录波型故障指示器设计框图，并对其进行了功耗测试，满足中国电科院送检以及现场应用需求。
【应用】32位低功耗MCU EFM32系列的电流数模转换器（IDAC）应用
本应用主要介绍了如何使用Silicon Labs EFM32电流数模转换器（IDAC），并通过部分示例工程来演示其功能。 IDAC常用于提供或吸收可编程电流，实用设计中可通过软件或使用PRS功能来完成IDAC的控制。
电子商城
现货市场
服务
可定制插座连接器的间距1.25mm~2.54mm；列数：单列/双列/三列/四列；端子类型：直焊针、直角焊针、表面贴装式、无焊柔性针压接、绕接、载体.；镀层、车针长度/直径、连接针长度等参数可按需定制。
最小起订量： 1 提交需求>
可定制单位/双位/三位/四位LED数码管的尺寸/位数/发光颜色等性能参数，每段亮度0.8~30mcd，主波长470~640nm，电压2~10.2V。
最小起订量： 1000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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