新型无源元件的现状与发展

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1、新型无源元件的现状与发展NewPassiveComponents：ReviewandProjection王彦伶　陈福厚频率元件这类元件主要包括滤波器、延迟线、振荡器、谐振器等。从类型来分，主要有石英晶体类、声表面波(SAW)类、微波陶瓷介质类和叠层型LC组合件类。石英晶体器件在移动通信的强劲推动下，向表面贴装型和小型化方面取得很多进展，如:温补晶体振荡器TCXO的主流尺寸己从9×7×2mm过渡到7×5×1.7mm，并己出现了5×3.2×1.5mm的新产品。压控晶体振荡器的尺寸缩小到5×3×1mm

2、。SAW(声表面波)滤波器在彩电和移动通信中最早获得广泛应用。前些年由于叉指换能器加工精度的限制，这类器件的工作频率最高仅为几百兆赫。近年来，借助半导体微细加工技术，可以将叉指换能器的线距做到亚微米级，从而将SAW滤波器的频率提高到2GHz以上。近来又开发了新型衬底材料，如金刚石薄膜，能够将SAW的频率进一步提升。例如美国SAWTEK公司可以提供频率高达3GHz的各种SAW产品，其SAW双工器尺寸为5.0×5.0×1.5mm，体积比第一代同类产品缩小了74%;重量减少了75%，仅是陶瓷双工器重量

3、的3%，满足了TDMA/CDMA的要求。有媒体报导说:富士通实验室和富士通媒介公司开发出一种适用于5GHz工作的移动和无线接入通信设备的SAW滤波器，其体积为2.5×2.0×1.0mm，频率可至5.0×5.8GHz，带内插损小于3dB。近来美国安捷伦(Agilent)研制成功了薄膜体声波谐振器FBAR(Filmbulkacousticresonator)，它是在压电薄膜的两面制备导电电极，施加电压，在薄膜内激励体声波，其传播速度比表面声波快，波长较长，因而其结构可以制作的更加精细。这种FBAR元

4、件具有频率高、Q值高、体积小、承受功率大、换能效率高等诸多优点，而且与半导体工艺兼容，容易与其它元器件集成。利用FBAR可以制作滤波器、双工器、振荡器等多种高性能小体积表面贴装型微波器件，带来突破性进展，其电性能己能达到3G移动通信的要求。该公司最新推出的ACPF-7001型滤波器尺寸为3×3×1.1mm，在1850~1910MHz通带内插入损耗小于3.5dB，在1930~1990MHz接收带内衰减大于40dB;在一般CDMA手机中通常要使用两个SAW滤波器和一个开关，而现在只使用一个ACPF-

5、7001滤波器就可以满足要求了。HPMD型双工器尺寸为5.5×11.9×2.0mm，频率为1900MHz，其体积比陶瓷双工器减小了(50~80)%，特别适用于超小型手机和PDA等产品中。目前，如摩托罗拉、韩国三星、日立、NEC等公司都己采用了这类FBAR器件。利用LC组合件也可以制作频率元件。它是由低温烧结电子陶瓷/铁氧体与导体浆料的共烧技术和精细叠层工艺，制成了多种以铁氧体和陶瓷为层间介质的叠层独石结构的表面贴装器件。日本Murata、TDK、T-yuden、Toko等以及美国的AVX、AEM

6、、Vishay等公司都开发了这种先进技术。此类微波器件具有体积小、可表面贴装、性能优良、可靠性高、可承受波峰焊和再流焊等诸多优点。如低通/高通/带通滤波器、双工器、定向耦合器、天线、延迟线、平衡-不平衡转换器(balun)等均己产业化并获得广泛应用。电路保护元件随着社会的进步，人们对电子/电力产品的安全性、可靠性越来越关心。一旦出现问题还可借助法律来保护自己的权益。这就促使生产厂家在自己的电子/电力产品中安装一些必要的电路保护元件。加之电子/电力产品日益多样化、复杂化，因而电路保护元件迅速发展起

7、来，形成一个品种繁多的电子元件领域，主要有过电流保护、过电压保护和过热保护三大类别。虽然玻璃管-金属丝型熔电器(保险丝)应用最广、产量最大，但它在很多场合中满足不了现代产品的要求，如体积、精度、可靠性、安装形式等。近年来开发了一些新型过电流保护元件，如:厚膜固态熔断器，采用厚膜印刷工艺在陶瓷基片上印制特定组份的熔断导电带，再以树脂包封而成。当达到额定电流时，导电带熔断，起到电路保护作用。其特点是额定电流范围宽，可达上百安培，可靠性高，耐强烈冲击振动，熔断时不发生爆炸，不产生微颗粒等污染;薄膜固态

8、熔电器，它是采用薄膜工艺在陶瓷或树脂基片上制作熔断导电带，再外加包封而成。其特点是片式化，包封尺寸符合EIA标准，目前最小规格为1005(1.0×0.5mm)，响应速度快，为毫秒级，精度高，适用于保护昂贵的关键部位，美国Littlefuse、AVX、Bussman等公司均可提供产品;叠层型片式熔断器，这是美国AEM公司的独家专利。它是用陶瓷叠层工艺将陶瓷膜和熔断导电带叠置共烧而形成的独石结构，相当于若干个熔断丝并联在一起，因而是目前承受能量密度最高的过电流保护元件，同样具有EIA标准的片式化系列