TDK用于智能手機(jī)的器件與模組技術(shù)

2012年7月25-26日，由深圳創(chuàng)意時(shí)代主辦、中國(guó)通信學(xué)會(huì)支持的便攜產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)展在深圳會(huì)展中心3、4號(hào)館正式召開。本屆展會(huì)重點(diǎn)展示手機(jī)、平板的創(chuàng)新技術(shù)與供應(yīng)鏈，包括顯示技術(shù)、電源管理方案、無(wú)線技術(shù)、陀螺儀、新型傳感器、主板方案、軟件應(yīng)用、元器件以及制造工藝設(shè)備。同期進(jìn)行的手機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大會(huì)主題演講中，來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的專家學(xué)者分別針對(duì)便攜技術(shù)革新與發(fā)展趨勢(shì)做出了主題演講。以下為演講實(shí)錄。

虞之旭：大家下午好，來(lái)自于TDK中國(guó)，我叫虞之旭，我主要是負(fù)責(zé)整個(gè)TDK中國(guó)的新產(chǎn)品開發(fā)。今天很榮幸能夠給大家介紹一下TDK目前用于智能手機(jī)的一些新技術(shù)和新產(chǎn)品。

今天我想分七個(gè)大部分給大家介紹一下我們公司目前用于智能手機(jī)的一些新技術(shù)和新產(chǎn)品，首先想向大家介紹一下TDK運(yùn)用薄膜技術(shù)制造的一些新產(chǎn)品，這個(gè)新產(chǎn)品里主要包括兩大部分，一個(gè)是EMC的濾波器，還有一種是用在RF射頻方面的元器件。首先是介紹所謂的用薄膜方式制成的薄膜共模濾波器，原來(lái)主要是用RF方式，用鐵芯制成導(dǎo)線。之前推出過(guò)一款產(chǎn)品，被廣泛的運(yùn)用在USB數(shù)據(jù)傳輸上。之后，TDK對(duì)于制造技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，不用老線的技術(shù)，改用了薄膜的技術(shù)，也就是它不是用線。它是采用了類似于疊層的技術(shù)來(lái)制成薄膜濾波器，之后我們推出過(guò)所謂的TCE系列來(lái)替代老線。

最新我們推出來(lái)最新一款是TCE系列，這個(gè)系列有什么好處呢？這個(gè)系列不只是有濾波的那部分，還加了一個(gè)ESD部分。大家可以理解成為壓扁電阻，用于高高級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸，比如USB3.0，在主要的USB3.0方案廠商里被推薦的主要濾波期間就是TDK的TCE系列。還有一個(gè)集成好處，它有兩種尺寸，一個(gè)尺寸是類似于1608尺寸，這個(gè)尺寸是相當(dāng)于有兩個(gè)濾波器再加8個(gè)集成，大概相當(dāng)于一個(gè)濾波器加4個(gè)的集成，因?yàn)榭蛻粼诖虬遄拥臅r(shí)候可以節(jié)省成本。另外，TDK運(yùn)用薄膜技術(shù)開發(fā)出用于射頻的元器件，第一個(gè)是廣泛運(yùn)用在PA上，電容幾乎都是所謂C0G的溫度特性，小容量的電容。這種電容目前在市場(chǎng)上比較常見的最高精度是B精度，B精度大概是正負(fù)0.1。我們TDK運(yùn)用了薄膜技術(shù)，制成了Z-Match，這個(gè)電容的尺寸的精度可以達(dá)到A精度，大家聽說(shuō)A精度不是很多，A精度就是正負(fù)0.05的精度，而且它是高Q值的電容，可以廣泛運(yùn)用在射頻高頻的周邊器件里。在射頻大量運(yùn)用到耦合器，之前是用LTCC技術(shù)來(lái)制成，所謂的低溫陶瓷技術(shù)。目前大概最小尺寸是做到0405×1005的尺寸。我們可以做到0.65×0.5的尺寸，比0405×1005的尺寸少一半還多，用在手機(jī)里很有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楝F(xiàn)在手機(jī)有小型化、薄型化的趨勢(shì)。

另外，運(yùn)用薄膜技術(shù)還做了一款BPF，就是帶通濾波器，在WIFI、藍(lán)牙上是廣泛運(yùn)用的部件，目前我們做到的尺寸是1005，大家不要小看1005，為什么？類似BPF器件，它的性能是跟體積有關(guān)的，現(xiàn)在用的比較多的是1608的尺寸，1605也是有的。隨著體積的減少，它的性能是有衰減的，因?yàn)樗苤朴诓牧咸匦缘膯?wèn)題。所以1005的尺寸雖然少了，但是它的性能肯定是不如1008。TDK運(yùn)用薄膜技術(shù)，它用1005的尺寸，可以做到特性跟1608用LTC技術(shù)做出來(lái)的特性一模一樣。比較厲害的地方是它的高度只有0.3毫米，正常的用LTC技術(shù)做出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)封裝的BPF的高度在0.4毫米，大家不要小看0.1毫米，它可能會(huì)導(dǎo)致你的器件無(wú)法裝入IC，無(wú)法裝入PA的內(nèi)層基板里，這個(gè)0.1毫米是很關(guān)鍵的。同樣的一個(gè)特性，1005的薄膜技術(shù)做出來(lái)的BPF比1008減少77%，這個(gè)也非常厲害，它的體積減少了一半還多，減少了將近2/3。

接下來(lái)向大家介紹一下TDK的主力產(chǎn)品陶瓷電容，這些電容都去年日本高新技術(shù)博覽會(huì)上有展出的一些最新產(chǎn)品，首先想向大家介紹一款X5R的高容量，現(xiàn)在普遍在手機(jī)應(yīng)用里用電容的尺寸都已經(jīng)到了工制的0.03尺寸，這個(gè)尺寸的電容之前由于受制于材料特性的問(wèn)題，它的溶質(zhì)做不到很大，所以這個(gè)電容主要是0.03尺寸用在手機(jī)高頻部分，因?yàn)楦哳l部分不需要容量很大，只需要在電源周邊的器件才需要高溶質(zhì)的電容。目前TDK對(duì)于電容的材質(zhì)有一些改進(jìn)，然后增加一些摻合劑。

第二是超薄電容，主要是用在模塊化的封裝和功能化的元器件里面，大家可以看到上面的圖。這是以前原來(lái)的所謂模塊封裝的方式，這個(gè)是保護(hù)板，綠顏色的是外面的保護(hù)板，咖啡色的是主基板，上面的是IC器件。我們封裝無(wú)元器件的時(shí)候可以在兩邊進(jìn)行封裝，這邊的空隙大概是在0.3左右，所有之前用的電容基本上是在0.22的厚度。我們把電容進(jìn)行薄型化可以做到什么地步呢？直接可以把電容埋在主基板里面，這樣可以有效的降低整個(gè)元器件的高度。主基板的厚度是多少才薄？如果埋在里面就要求它的厚度更薄，本來(lái)是0.22，現(xiàn)在整個(gè)電容厚度可以做到0.1毫米，這樣就可以整個(gè)埋到基板里面去。

另外，還有一款所謂的三端子的貫通電容器，這是它的外觀，電極在兩頭有電極之外，在中間還有電極，這個(gè)電極主要是用在接地的。有什么特性？在高頻段的地方有比較低的ESL的特性，這是什么好處？電容都有這樣一個(gè)特性，所有電容在某一個(gè)頻段都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)主抗值的振蕩，三端子電容會(huì)在某一個(gè)高頻區(qū)段里盡量把這個(gè)主抗值控制在某一個(gè)范圍之內(nèi)，不是很激烈。這種藍(lán)色的曲線對(duì)于整個(gè)濾波的效果會(huì)起到比較好的濾波效果，如果振蕩很厲害的話，像普通電容的振蕩很厲害，它對(duì)于濾波的效果就有一些抵消的作用，不是很好。除了三端子的貫通電容器之外，TDK還同時(shí)開發(fā)出一種噪波吸收電容器，也是濾波的，普通電容在整個(gè)頻段里ESL必有一個(gè)谷底，并且谷底很尖銳，這會(huì)產(chǎn)生什么效果呢？如果幾個(gè)普通電容去并聯(lián)，它就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)共振的問(wèn)題，也就是電容內(nèi)部有一個(gè)ESR的共振干擾的問(wèn)題產(chǎn)生，這樣就會(huì)產(chǎn)生一有谷底，必然就會(huì)有波峰，這樣它對(duì)濾波的效果也是起到了削減、抵消的效果。TDK的這一款噪波吸收電容器可以在波段里把ESR控制在比較平滑、比較固定的值的范圍之內(nèi)，就像這個(gè)藍(lán)的曲線，那么它對(duì)電容本身要起到濾波作用有一個(gè)增強(qiáng)的作用。

第三部分，想向大家介紹一下最近TDK在視頻領(lǐng)域開發(fā)出的一些新產(chǎn)品，大家知道TDK除了這一個(gè)品牌之外，還有一個(gè)品牌，它也是整個(gè)市場(chǎng)里比較知名的一個(gè)廠商。目前這個(gè)品牌可以利用封裝技術(shù)來(lái)做雙器，把雙封器的功能模塊化?，F(xiàn)在我們的尺寸可以做到2012封裝，根據(jù)整個(gè)雙頻器可以對(duì)應(yīng)WCDMA、CDAM的各種波段的頻率。這種產(chǎn)品有一個(gè)簡(jiǎn)稱，稱之為CSSP。運(yùn)用LTCC低溫陶瓷技術(shù)所生產(chǎn)的一種帶通濾波器，藍(lán)色的曲線是之前做的帶通濾波器，我們可以看到它在高頻段的地方有一個(gè)衰減的振蕩，這不大好，為什么？我們知道什么叫帶通濾波器，帶通濾波器的作用是它只限定某一波段，就是它只通過(guò)某一頻段的信號(hào)，其他的信號(hào)要全部阻隔掉。如果你在某一個(gè)高頻段的話，它的衰減有振蕩的話，它就會(huì)把那些不需要的信號(hào)給漏出來(lái)，效果就不太好了。那么TDK在目前有開發(fā)出一個(gè)新的技術(shù)，也是用LTCC技術(shù)做出來(lái)的一個(gè)系列，可以看到黃色的這條線，它在整個(gè)高頻段的區(qū)間范圍之內(nèi)的表現(xiàn)都是非常平滑和平整，它就可以保證留下需要的波段，其他不需要的波段全部阻隔掉，完全阻隔。因?yàn)楝F(xiàn)在它有各種各樣的波段，有2.4G，有WIMAX，TDK可以根據(jù)不同客戶的應(yīng)用來(lái)定制相應(yīng)的帶通濾波器。[!--empirenews.page--]

這個(gè)產(chǎn)品比較新了，這是最近開發(fā)出了一款FEMID，也就是前端模塊加雙模器。要集成起來(lái)是這個(gè)趨勢(shì)，但問(wèn)題是集成到哪里去？TDK是PA不做的，我們想出來(lái)一個(gè)方法，我們把雙封器集成到前端模塊里，當(dāng)然有的公司不是這樣做的，有的公司是把雙封器集成到PA里，這也可以。TDK是把雙封器支撐到前端模塊里，我們的前端模塊最多可以集成多達(dá)5個(gè)雙封器，它最多可以支持9個(gè)頻段，5個(gè)是WCDMA的頻段，還有4個(gè)是GSM的頻段。當(dāng)然同時(shí)它在里面又集成了一些ESD的保護(hù)和集成功能，這個(gè)產(chǎn)品是目前為止在EPCOS里集成度比較高的一款產(chǎn)品。

第四部分，向大家介紹一個(gè)所謂的SESUB制作工藝，它是半導(dǎo)體內(nèi)嵌工藝。因?yàn)榇蠹抑垃F(xiàn)在TDK是一個(gè)專門做被動(dòng)器件的，也就是所謂無(wú)元器件的公司。我們公司為了提高產(chǎn)品的附加值，我們現(xiàn)在也會(huì)考慮自己去導(dǎo)入一些芯片，然后對(duì)于芯片進(jìn)行加工，盡量把整個(gè)芯片做成一個(gè)模塊來(lái)提供給客戶。這就是我們的技術(shù)之一，在日本這個(gè)技術(shù)是已經(jīng)很流行了。這個(gè)技術(shù)怎么做呢？首先TDK會(huì)買入一個(gè)專門的芯片，然后對(duì)這個(gè)芯片進(jìn)行研磨，研磨完之后還要對(duì)它進(jìn)行重新的布線。我們把這個(gè)芯片直接埋入到基板當(dāng)中，因?yàn)槟悴荒サ脑捇逡?，所以要進(jìn)行一定程度的研磨。然后我們可以看到X光照，重新進(jìn)行布線，把整個(gè)芯片埋到里面。這樣做有什么好處？第一個(gè)好處當(dāng)然是節(jié)省空間，這是能夠看到的一個(gè)好處；第二個(gè)好處，其實(shí)它的基板成份是什么呢？大部分是樹脂，如果把IC芯片埋到樹脂里，首先它抗沖擊能力就會(huì)非常好，就不容易壞，起到一個(gè)保護(hù)作用，因?yàn)橥饷嬗幸粋€(gè)樹脂涂層。大家就有疑問(wèn)了，如果這樣不是IC本身要發(fā)熱嗎？你埋進(jìn)去以后發(fā)熱的問(wèn)題怎么解決？這也很容易解決。我們?cè)诘撞渴情_了很多散熱孔，這可以有效的解決芯片散熱的問(wèn)題。它可以大大節(jié)省整個(gè)模塊的空間，也使整個(gè)模塊的可靠性有很大的提高。

這里介紹了一種技術(shù)運(yùn)用，現(xiàn)在在手機(jī)里用得比較多的，是做電源管理單元PMU，在某些大廠里都有做過(guò)PMU，它可以控制整個(gè)手機(jī)的電源管理。大家可以看到這就是外殼保護(hù)的技術(shù)殼，這是里面板子的正反面。整個(gè)元器件里，除了芯片以外，其他的元器件全部可以用TDK自己的元器件，包括電容、電感。打一個(gè)比方，在這個(gè)電源管理單元用到了功率電感是7PCS，第一個(gè)是功能模塊化，第二是少了很多打板子的流程工藝，只要買一個(gè)模塊直接裝到手機(jī)上就可以了。

這種技術(shù)除了做PMU之外，當(dāng)然還有其他的一些擴(kuò)展的用途，其中可以用在一些Memory上去，另外也可以用做Zigbee模塊，還可以做連接模塊，還可以做電流傳感器，GMR/TMR，其實(shí)這個(gè)產(chǎn)品也可以用在手機(jī)的定位里。我不詳細(xì)介紹了，大家知道GPS，你在地下室就麻煩了，你怎么定位呢？GPS，衛(wèi)星信號(hào)接收不到，在地下室這種接收不到信號(hào)的地方就可以利用電容傳感器，這個(gè)技術(shù)目前在美國(guó)軍方已經(jīng)運(yùn)用了，給大家舉一個(gè)例子，現(xiàn)在有手機(jī)遙控的導(dǎo)彈，這個(gè)東西就可以用在手機(jī)遙控里，只要手機(jī)對(duì)著某一個(gè)地方大樓，導(dǎo)彈打過(guò)去一打一個(gè)準(zhǔn)，我只是一筆帶過(guò)而已，大家只是作為一個(gè)參考而已。

第五部分是無(wú)線充電器，簡(jiǎn)稱WLC，這種技術(shù)是用磁感應(yīng)的方式，其實(shí)很簡(jiǎn)單，兩個(gè)線圈互相感應(yīng)就可以起到一個(gè)充電的作用。其實(shí)這個(gè)原理是很簡(jiǎn)單的，為什么一直沒(méi)有發(fā)展起來(lái)？最大的原因是規(guī)格統(tǒng)一的問(wèn)題，因?yàn)楸仨氁幸粋€(gè)發(fā)射端、一個(gè)接收端，如果這兩個(gè)端不統(tǒng)一就沒(méi)法用了。所以一直到前兩年出現(xiàn)了一個(gè)聯(lián)盟，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，才有了比較大的發(fā)展。既可以做發(fā)射端，也可以做接收端，發(fā)射端的模塊都可以做，把芯片直接買過(guò)來(lái)，我們可以幫客戶直接把接收端的模塊做掉。這是一個(gè)實(shí)際運(yùn)用，在HTC里的LTE機(jī)型就用到了這個(gè)功能，這兩款都在美國(guó)市場(chǎng)上賣的。

第六部分是MEMS技術(shù)，也就是所謂的微型技術(shù)制造產(chǎn)品，現(xiàn)在一個(gè)是直接可以貼片的麥克風(fēng)，一個(gè)是壓力傳感器，直接打印封裝上去就可以了。還有另外一個(gè)產(chǎn)品是叫做倒裝式的NTC熱敏電阻，這個(gè)東西大家沒(méi)有看到過(guò)，因?yàn)檫@是TDK首屈一指獨(dú)創(chuàng)的產(chǎn)品。它等于是把焊腳不是做在兩端，而是做在上面，為什么做在上面？這個(gè)藍(lán)顏色是一個(gè)芯片，如果要放到這個(gè)芯片下面去的話，我一定要減少它的總厚度，但如果電極在兩端，它會(huì)鼓出來(lái)的，這是放不進(jìn)去的，大概差0.1毫米，那么TDK可以焊上去。它的運(yùn)用在哪里呢？大家知道手機(jī)里用的有溫度補(bǔ)償?shù)?font class=f14>晶振，這是一個(gè)模塊，但如果你用一個(gè)普通晶振加一個(gè)倒裝式的NTC完全可以替代TDSO模塊，而且便宜很多，它的特性和普通的NTC是一致的。

最后給大家介紹一下TDK所制作的功能性的薄膜，目前運(yùn)用的技術(shù)可以做三類薄膜，今天主要介紹一類。一類是ITO膜，還有防爆膜，還有用在手機(jī)鋰電池里面的隔離膜。重點(diǎn)介紹一下ITO膜，現(xiàn)在整個(gè)手機(jī)的觸摸屏，大致來(lái)分是電容射頻和電阻射頻，汽車?yán)锏膶?dǎo)航儀還在用。手機(jī)用電容屏，主要分為Glass等兩種，其實(shí)還有一種，某公司最新款的手機(jī)用的屏是所謂的內(nèi)嵌式觸摸屏，既不是Glass，它直接做到TFT里，這種技術(shù)可以有效的減少厚度，所以大家可以等那款東西出來(lái)去看，它比FOS要薄很多。這個(gè)技術(shù)非常貴，全世界能夠用得起的人就這一家公司。這是電極層必須要用的，但是問(wèn)題是Glass里面的ITO不是用膜貼的，是直接噴涂到玻璃上，所以在Glass里用不到ITO膜。用到ITO膜的只是在Freescale里。那么它一般都是用兩層，因?yàn)閄一層，Y一層，形成一個(gè)對(duì)角的電極可以定位這個(gè)東西。

目前在市場(chǎng)上韓系手機(jī)，LG也好，三星也好，他們幾乎百分之一百全部是用這種流派，其他一些公司是用Glass的。各有好處，glass的好處是它的透明度高，色彩比較亮一點(diǎn)。它用玻璃比較碎，在使用過(guò)程當(dāng)中良屏率是一個(gè)問(wèn)題。在玻璃屏里，為了節(jié)省Corss，同時(shí)也為了節(jié)省玻璃碎的不良率，現(xiàn)在外面市面上有一款屏也已經(jīng)出來(lái)了。從這一點(diǎn)來(lái)看，我們?yōu)榱烁鼘?duì)抗，我們同時(shí)也開發(fā)出來(lái)了一種新的產(chǎn)品叫做雙面ITO，我們廠家把上面的一層和下面一層的ITO全部幫客戶做完，直接出貨給客戶，客戶直接貼上去就可以用，這個(gè)對(duì)客戶也是有很大的幫助。據(jù)說(shuō)，某水果公司的最新款平板電腦用的就是雙面ITO的技術(shù)。