晶焱科技三種可應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器

圖一、常見的π型低通濾波器架構

只要有電子訊號的存在，其附近使用中的電子產品就有可能存在著電磁干擾(EMI)的問題。電磁干擾是一個常見於日常生活中的問題，例如：電視雜訊、收音機雜音、以及飛機起降時容易受到電子產品所發出電磁波訊號影響、而導致電子儀表不正常的情形等。隨著科技的日益進步，電子產品的普及化及多樣化也愈來愈廣。日常生活周遭所存在的電磁雜訊隨之愈來愈多，電磁干擾的問題也愈來愈複雜。因之，各別電子產品在電路板及系統設計時，就應考量電磁干擾的問題，以免產品在售後無法正常使用，或嚴重地影響其它電子產品的操作，而遭到顧客訴願退貨。

隨著電子產品聚集度 (integration) 愈來愈高、所包含的功能愈來愈多、且售價愈來愈低，電子產品所遇到電磁干擾的問題自然也就愈加嚴重。電子產品為了能做到重量輕、體積超薄、小巧的目標，以迎合消費者易於攜帶的需求，於是在電路板(PCB)的設計上，便以高聚集度為設計導向：採用相同功能、但體積或面積更小的元件，拿掉原本用作電磁干擾防護的金屬遮罩 (shielding)、改用更細的地線 (ground bus) 或更小區塊的地面 (ground plane) 用作接地等。這些措施不僅能達到使產品更形輕巧的目的，更能減省許多產品開發的費用、以及量產以後的成本，卻非常不利於電磁干擾問題的解決。

為了能有效解決電子產品電磁干擾的問題，並能兼顧靜電放電(ESD)防護的功用，可以採用具有靜電放電防護功能的電磁干擾濾波器 (EMI+ESD filter)。圖一所示，即為常見的π型低通濾波器。在Input及Output端點之間的元件，可以是電阻(resistor)或是電感(inductor)元件。是要採用電阻還是電感，應視產品的實際應用所需而定。

由於電磁干擾濾波器多應用於電子產品的輸出入埠(input？output port)，π型(π-model)低通濾波器(LPF)架構中的Input端點及Output端點對GND的電容，一般會採用靜電放電防護元件，以兼做靜電放電防護之用。

晶焱科技在靜電放電防護技術上，已有豐富的經驗與技術。其所開發應用於液晶顯示器 (LCD) 的電磁干擾濾波器產品 (EMI filter products for LCD display panel applications) 基本架構如圖二所示。由圖二電路示意圖可知：π型低通濾波器的Input與Output之間是採用電阻(RI？O)元件橋接，Input端點及Output端點對GND的電容則是採用雙向導通(bi-directional)的暫態電壓抑制器(TVS)。所以，該系列產品除了可以提供良好的低通濾波效果之外，還擁有很好的靜電放電防護效果。

表一所列，為晶焱科技推出的應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產品。其適用於5V以下的額定電壓電路系統，線電容(Cline)值約為27微微法拉(pF)。操作頻率在800百萬赫茲(MHz) 時，其功率損耗 (insertion loss) 可達 -23dB，可以顯著地降低電磁干擾訊號，以維持受保護電路的操作功能正常。

在靜電放電防護方面，該系列產品中的暫態電壓抑制器具有極低的箝位電壓 (Vclamp)、抗靜電防護效果更可高達1萬7千伏特以上 (IEC 61000-4-2, contact mode ±17kV)。

在靜電放電事件(ESD event)的高導通電流下，暫態電壓抑制器的箝位電壓愈低則愈能適時地被導通，以提供受保護電路免於遭受靜電放電的侵害而永久受損失效。圖三所示，即為利用傳輸線觸波產生系統 (TLP system) 所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中可以清楚看到，晶焱科技所開發應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器，在17安培的高靜電放電電流下，具有最低的箝位電壓，可以非常有效地提供受保護電路一個快速有效的靜電放電旁通路徑 (bypass path)。另外，根據IEC 61000-4-2標準所制定的規格，第四級防護需提供至少接觸放電模式 (contact discharge mode) 8千伏特 (kV)、空氣放電模式 (air discharge mode) 15千伏以上的靜電放電防護能力。該系列產品提供接觸放電模式1萬7千伏特以上的靜電放電防護能力，明顯超出IEC 61000-4-2標準第四級所規定的需求數值許多。

現今的可攜式電子產品已普及到幾乎每個人都擁有一、兩種產品的程度。如：手機、數位相機等。在使用上很受消費者關注的一點，就是在操作模式下，電池可持續使用的時數。晶焱科技所推出應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產品，在操作模式下的元件漏電流 (device leakage current)極低，因此可以有效延長電池持續使用的時數，適合應用於可攜式電子產品的液晶顯示器系統設計。

在另一方面，晶焱科技的此一系列產品採用晶片級封裝 (CSP) 的形式。其晶片級封裝的錫球球距 (ball pitch) 為0.4毫米(mm)。採用晶片級封裝的好處有3點：1、在進行系統設計時，可以有效減省電磁干擾濾波器元件所需佔用的電路板面積 (layout area)，方便其它電路元件的擺置與設計。2、沒有塑膠封裝形式 (molding compound package) 所存在的顯著寄生效應 (parasitic effects)，因此，電子產品的主要電路功效 (circuit performance) 不會受到明顯的影響。3、沒有塑膠封裝的塑膠外殼，更利於電磁干擾濾波器元件在操作狀態時的散熱。