在不久的將來，危險駕駛將成為過去。大量有源電子系統將減輕不熟練和粗心的司機的負擔，這些電子系統通過讓司機做出許多決定來提高安全性。這些先進的駕駛輔助系統 （ADAS） 將由設備網絡啟用，允許車輛檢測周圍環境以及駕駛員的狀況。

無線通信是向聯網車輛和主動安全系統發展的掌舵者。雷達系統已被用于檢測道路上其他汽車的位置，攝像頭已被用于檢測道路上的線條并描繪相鄰車道。用于道路車輛的無線區域網絡——通常被稱為車對車 （V2V）、車對基礎設施 （V2I），以及統稱為 V2X 通信——也正在開發中，以檢測來自垂直方向的交通避免碰撞的方向，在沒有其他車輛接近時將所有紅色交通信號燈變為綠色，并提高州際公路和其他高速公路的效率。

所有這些先進系統都需要復雜的組件才能 100% 無故障運行。用于汽車 Wi-Fi、雷達和高清攝像頭的電子元件種類繁多。然而，從歷史上看，這些組件主要用于商業和消費應用，這些應用通常不受嚴格的可靠性標準的約束。已經為軍事、井下、太空和航空航天行業制造了高可靠性組件，這些行業的制造商已經習慣了開發高性能、高可靠性設備所需的更高成本。汽車行業則不同。盡管它要求組件的性能與商業級零件一樣好，甚至更好；足夠堅固以處理電氣，日常駕駛對機械和環境的嚴苛要求；并且通過了 AEC-Q200 標準規定的廣泛測試，它還要求所述組件價格合理，足以在車輛中大批量實施。

用于性能和功能的多層有機組件

為了滿足汽車行業的獨特需求，我們開發了一類新的高性能、高頻元件。多層有機 （MLO） 技術利用具有出色、可重復射頻/微波性能和強大可靠性的薄、低損耗基板來制造濾波器、耦合器、分頻器、電容器和電感器等組件。符合 AEC-Q200 標準的射頻/微波電容器也可用于藍牙信息娛樂系統，低電感陶瓷電容器也可滿足高速汽車視頻處理器的需求。

MLO 組件由一個或多個嵌入在其他層壓板之間的射頻電介質層組成，為表面貼裝 （SMT） 放置提供布線、屏蔽和鍵合焊盤。MLO 技術還可用作射頻或混合信號基板，其中的層支持射頻和數字 IC 的放置。必要時可以采用這種集成的變體（例如，當需要更薄的組件時），但有一些設計常數。例如，介電層必須在常見的無線頻率范圍內表現出低損耗，同時還表現出高介電常數 （Dk） 以提供高電容密度。

不幸的是，這些是大多數材料的抵消特性。高 Dk 值通常通過用介電材料填充聚合物來獲得，這會增加損耗。為此，需要極薄的介電層。最近，一些聚四氟乙烯聚合物 （PTFE） 和液晶聚合物 （LCP） 的低損耗配方已可用于薄至 8 微米的覆銅薄膜。對于 PTFE，高級填充材料用于增加 Dk 而不會顯著增加損耗。另一方面，LCP 具有低 Dk，并且已被證明具有適用于各種射頻和高速應用的有利特性。因此，通過仔細選擇層壓板和粘合層材料，可以利用標準層壓工藝生產高性能射頻元件。

一旦 MLO 組件設計完成，金屬和介電層就會被蝕刻和層壓。典型的六層結構如圖 1 所示。這些定制配置受專利保護，可實現最高的無源元件密度，同時實現更多功能。為了實現所需的元件密度、線寬和間距，可以使用半加成工藝技術獲得小至 15 微米的尺寸。激光直接成像 （LDI） 技術對于 MLO 設備的開發也至關重要，因為它可以實現精細的線條幾何形狀和嚴格的公差結構。這些結構通常形成嵌入式組件的諧振結構，并且必須在大面積上精確再現。與陶瓷和硅基（Si 基）工藝相比，MLO 技術的一個顯著優勢是成本。

由于 MLO 技術用于構建高性能射頻/微波濾波器和多路復用器，因此它是汽車 V2X 應用的理想解決方案，在這些應用中，無線電可以利用工作在 5.9 GHz（以及 GPS 頻率）的新 IEEE 802.11p 標準 WLAN 頻段接收確定車輛位置所需的必要信息，并將其位置數據傳輸到周圍的車輛和基礎設施。雙工器由連接到一個公共端口的兩個濾波器組成，可用于減少 V2X 無線電中的組件數量，因為單個雙工器可以通過一根天線路由 GPS、5.9 GHz 或其他信號，有效地消除了對兩個獨立的分立濾波器、附加天線和必要的阻抗匹配網絡（圖 2）。

【圖2 | 此處顯示了典型的雙工器功能。］

測試表明，MLO 雙工器具有幾個顯著的性能優勢，例如滾降更陡，品質因數高于普通陶瓷雙工器（表 1）。此外，MLO 雙工器在制造過程中具有更高的可重復性，能夠始終如一地生產高 Q 元件。

［表 1 | MLO 雙工器與 LTCC 雙工器的物理和性能特性比較。］

MLO 器件還具有其他類型的組件（即陶瓷和硅）所沒有的獨特功能：與典型印刷電路板 （PCB） 相匹配的熱膨脹系數。這是一個特別關鍵的特性，因為汽車經常暴露在廣泛的溫度波動中。例如，在春季的南卡羅來納州，清晨的溫度可能會徘徊在 55 oF 左右，到中午會升至 85 oF，停放的汽車在陽光直射下會經歷更高的溫度。這些溫度波動會導致 PCB 收縮和膨脹，從而在安裝在板上的電容器、電感器、濾波器、IC 和其他設備的焊點處產生機械應力。由于 MLO 組件的膨脹和收縮速度與 PCB 相同，

然而，陶瓷電容器仍然（并且可能會繼續）在大多數汽車應用中使用，因為它們提供最廣泛的電容值和容量。射頻/微波陶瓷電容器用于信息娛樂、V2X 和其他無線系統的阻抗匹配，而符合 AEC-Q200 標準的射頻/微波陶瓷電容器非常適合藍牙無線電和 Wi-Fi 匹配電路。

除了用于無線信號傳輸的射頻/微波組件外，ADAS 應用還依賴于成像技術，例如用于備用成像、側車道檢測和駕駛員監控系統的高清、高速圖像處理器和高清攝像頭。用于視覺檢測車輛周圍環境和駕駛員狀況的這些和其他應用需要以極快的數據速率提供大量處理能力，并且電容器通常用于將圖像處理器與電源分離，充當兩者之間的緩沖器。 寄生電感是高速數字電路的敵人，因為它往往會通過增加上升時間使信號失真。為了應對這種現象，低電感器件，例如陸地網格陣列 （LGA） 電容器，

LGA 電容器是兩端陶瓷電容器，具有反向幾何結構和 T 形垂直電極，可顯著降低電感。這些電容器采用另一種創新的無源元件制造工藝制造：精細銅端接 （FCT），可實現極其精確的端接電鍍。此外，通過引入更多端子來擴展 LGA 設計可進一步降低低于 20pH 的電感（圖 4）。

【圖4 | 各種低電感陶瓷電容器的阻抗與頻率比較。］

在過去的五到十年中，汽車行業在汽車安全性和效率方面取得了顯著進步，這主要是由于先進電子系統在車輛中的應用不斷擴大。因此，AVX 等無源元件制造商對能夠滿足嚴格的汽車特定安全性和可靠性標準的高可靠性、高性能無源元件有著顯著的需求。足夠堅固，可以應對日常駕駛的電氣、機械和環境嚴苛要求；并且具有足夠的競爭力以符合大批量采購的預算限制，并隨后在流程中投入了大量資源，以使所述設備符合 AEC-Q200 標準和各種單獨的汽車 OEM 標準，以確保駕駛員和乘客的安全。

審核編輯：郭婷