中心議題：

• 介紹片式元件的小型化、微型化與高頻化
• 分析片式元件的防靜電功能
• 討論片式元件的抗電磁干擾功能

解決方案：

• 采用高Q值、低等效串聯(lián)電阻值的片式射頻/微波MLCC及片式射頻/微波薄膜電容器
• 在對靜電敏感IC的最易受損的管腳處安裝片式多層壓敏電阻器
• 采用片式多層磁珠有效抑制計算機、移動通信領域的電磁或射頻干擾

進入21世紀，以數(shù)字式語音通信為代表的現(xiàn)代移動通信技術和以計算機與網絡為核心的現(xiàn)代信息技術分別達到前所未有的新高度，進而呈現(xiàn)進一步融為一體的新趨勢。兼具語音通信和電子郵件、證券、金融業(yè)務等數(shù)據(jù)通信以及PDA功能三位一體化的手機也已問世。WAP（Wireless Application Protocol）已進入商業(yè)化運行階段。筆記本電腦、PDA等便攜式終端通過調制解調器即可連接Internet。第三代移動通信最終將使高速率（2Mbps）無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信和多媒體通信實現(xiàn)真正的無縫漫游，全面推動現(xiàn)代通信與信息技術的個人化、移動化和全球一體化。順應通信與信息終端的便攜化、小型化與多功能化發(fā)展潮流，新型元器件呈現(xiàn)微型化、復合化、高頻化、高性能化等趨勢。
 
片式元件的小型化、微型化與高頻化
片式元件由1206、0805向0603、0402甚至0201發(fā)展。0603、0402規(guī)格已成為目前片式阻容元件的主導品種。日本村田公司和松下電子部品公司分別于1997年和1998年推出0201型片式多層陶瓷電容器（MLCC）和片式電阻器，創(chuàng)下了片式元件微型化的新紀錄。標稱電容量和電阻值分別為1～1000pF和10Ω～1MΩ。片式化滯后于阻容元件的電感器也有長足進展。無外殼臥式繞線型片感可降至0603。而多層電感器則憑借其結構優(yōu)勢已降至0603和0402。日本TDK、村田、太陽誘電、TOKO等公司均有0402型面世。例如，太陽誘電公司推出0402尺寸的HK1005型MLCI用于PDC制式800/1500MHz雙頻移動電話。其中1.5～10nH低電感量品種用于RF功率放大器取代印刷式微帶電感線圈，使1W功率放大器模塊的體積降至0.18cc（10×10×1.8mm3）。

傳統(tǒng)陶瓷電容器采用1類熱穩(wěn)定型和2類高介電系數(shù)型陶瓷材料作為電介質，按照IEC等國際標準規(guī)定，其測試頻率分別為1kHz和1MHz，故俗稱“高頻”瓷介電容器和“低頻”瓷介電容器。在線路板插裝的電容器引線長度約2～3mm，標稱電容量為1000～100pF的高頻瓷介電容器的固有諧振頻率f0約60～200MHz，10pF及更小容量規(guī)格約600～1000MHz。一方面，電容器的使用頻段應遠低于固有諧振頻率。另一方面對于高于1MHz的頻率范圍，電容器的損耗因子受介質極化、引線與電極集膚效應和電導率等諸多因素影響而急劇增高，即Q值迅速下降。這就是常規(guī)“高頻”瓷介電容器在高頻特性方面的欠缺，而使之在高頻段應用受到極大局限。早在60年代就出現(xiàn)了將多層陶瓷電容器（MLC）的芯片用作厚薄膜混合集成電路（HIC）的外貼元件，并因其無引線結構而被稱為無感電容，在相當寬的頻段內表現(xiàn)出優(yōu)良的頻率特性。例如：1000～100pF的MLC去掉引線后f0可提高到100～400MHz，10pF及更小容量規(guī)格f0可高達900～2000MHz。70年代隨著SMT技術的興起，MLC芯片演變?yōu)槠蕉鄬犹沾呻娙萜鳎∕LCC）而直接貼裝于印刷電路板（PCB），極大的提高了電路和功能組件的高頻特性。例如：彩電、錄像機用調諧器是較早實現(xiàn)元件全片式化的功能組件，并且對片式電容的高頻特性有較高要求。

具有高Q低等效串聯(lián)電阻（ESR）值的片式射頻/微波MLCC及片式射頻/微波薄膜電容器，以其優(yōu)良的射頻功率特性倍受廣播電視、移動通信及衛(wèi)星通信等發(fā)射基站的青睞。并在無線尋呼機、無繩電話、蜂窩電話、無線局域網（W-LAN）等無線通信與信息終端產品得到廣泛應用。微型化的片式微波單層瓷介電容器（SLC）。用二十余種介電常數(shù)10～20000的不同介質材料制成。尺寸規(guī)格為0101、0202、0303、0505、0606、0707、0909、1010等十多種；標稱電容量：0.04～6300pF。小容量尺寸規(guī)格f0可高達50GHz。SLC廣泛適用于微波單片集成電路（MMIC）。如：功率放大器、振蕩器、混頻器等，可實現(xiàn)隔直流、RF旁路、濾波、阻抗匹配、共面波導等功能。

得益于移動通信產品的強有力促進，具有多層結構的片式高頻陶瓷電感器、片式高頻薄膜電感器、片式高頻陶瓷芯繞線電感器在GSM、DCS、PDC、CDMA、PCS、PHS、DECT等蜂窩移動電話和無繩電話以及無線尋呼機，也包括無線局域網(W-LAN)、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)(GPS)、衛(wèi)星電視接收裝置等無線通信與信息產品中得到廣泛應用。
 

片式元件的防靜電功能
隨著通信與信息終端的便攜化、小型化和SMT的應用，IC、LSI、VLSI的集成密度和速度大幅度提高。通過傳導和感應進入電子線路的各類電磁噪聲、浪涌電流甚至人體靜電均能使整機產生誤動作或損壞半導體器件。

圖1：IC類型與擊穿電壓的關系

例如，典型情況下，一個人所帶電荷可以表征為一個150pF的電容器與330Ω的電阻器串聯(lián)。推算其靜電電壓有可能在8～15kV范圍內，甚至高達25kV。當人接近系統(tǒng)時，靜電場（ESD）和不均勻電壓分布會導致系統(tǒng)內元件被損壞。一般來說，ESD很容易損壞未受保護的IC。據(jù)統(tǒng)計，各類IC的ESD擊穿電壓分布如圖1所示。

通過在對靜電敏感IC的最易受損的管腳處（例如，在Vcc和I/O管腳等處）安裝一個瞬態(tài)抑制器，即片式多層壓敏電阻器就能起到保護IC的作用。

具有獨石結構的多層壓敏電阻器與MLCC結構類似，內電極與陶瓷薄層交錯并聯(lián)經端電極引出。除進一步實現(xiàn)瓷體薄層化降低擊穿電壓外，多層并聯(lián)使電極有效面積成倍增加，從而極大地提高其通流量和靜電容量值。并有效地縮小元件的體積與減輕重量。

片式元件的抗電磁干擾（EMI）功能
通信與信息終端的便攜化、數(shù)字化，使系統(tǒng)的EMI抑制問題愈發(fā)突出。采用片式多層磁珠(MLCB)可有效抑制計算機、汽車電子、傳真機、數(shù)字式移動通信等領域的電磁或射頻干擾(EMI/RFI)。并且具有小尺寸、高可靠磁屏蔽、適于高密度線路板裝配的特點。例如：筆記本電腦中的主板、總線、時鐘線、聲卡、顯卡、網卡及電源部分，都需要包括低速、高速、大電流型在內的多種規(guī)格片式磁珠。TDK、村田、太陽誘電公司已能生產0402型片式磁珠。此外，復合陣列型片式磁珠也可進一步縮小裝配空間。0612型（即0604×3或0603×4個）片式多層磁珠陣列也已普及。太陽誘電公司新研制出0408（0402×4）規(guī)格的BK2010型片式多層磁珠陣列，各單元電極間距0.5mm，可就近貼裝于間距相同的QFP封裝IC引腳間，更有效地改善噪聲抑制效果。

圖2：片式多層穿心電容器單元
穿心式濾波器被證明是抑制EMI最有效的無源元件之一，通常采用C型、LC型、π型和T型四種結構。根據(jù)結構變化和各單元電容量、電感量的調整和匹配，改變截止頻率，實現(xiàn)對指定頻段電磁噪聲的抑制。片式化的穿心濾波器直接在線路板上貼裝接地時，也可同時貫通導電屏蔽板，從而極大地改善在高頻段的濾波效果。

最常用的C型結構本質上是三端式穿心電容器單元。采用獨石結構實現(xiàn)的片式多層穿心電容器單元的接地端，一般在兩側同時引出而成外觀四端式結構，如圖2。在實現(xiàn)多組單元復合陣列化時，亦共用該兩個接地端。片式多層EMI抑制濾波器廣泛用于計算機及其外設、汽車電子、數(shù)字式多媒體產品、移動電話等通用線路，電源線路及信號線路波形保真等的EMI抑制。

π型結構由一個電感單元串聯(lián)于兩個穿心電容單元之間形成。英國SYFER公司生產的SBSMP型采用這種結構。內置電感量0.5μH，額定電流10A，與C型結構SBSMC型相比具有更好的插入損耗特性。適用于高阻抗源高阻抗負載場合。

T型結構由一個穿心電容單元串聯(lián)于兩個電感單元之間構成。適用于低阻抗源低阻抗負載場合。TDK公司生產的MEM2012、MEM3216型、MEA80208組復合陣列型片式多層EMI抑制濾波器，采用T型結構。對40MHz～1.7GHz頻段的電磁干撓的抑制有良好的效果。 嵌入式開發(fā)網
 

結束語
現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展，極大地促進了片式元件的微型化、復合化與高頻化。隨著歐共體率先開展電子產品強制性EMI認證，尤其是促進了ESD防護元件、EMI抑制元件的發(fā)展。各種新型片式元件的出現(xiàn)和改進反過來進一步促進了新型便攜式信息終端和移動通信產品的輕薄短小和升級換代。