ECMF2-40A100M6Y汽车共模滤波器技术解析与应用实践

描述

STMicroelectronics ECMF2-40A100M6Y汽车共模滤波器可有效抑制高速数据线路上的EMI/RFI共模噪声,包括MIPI APHY、FPD-link III、GMSL、APIX、USB2.0、USB3.2、USB4、HDMI2.0和HDMI2.1。该器件设计用于替代传统的分立式共模扼流圈或LTCC,在连接器侧集成强大的ESD保护功能,符合ISO 10605标准,因此非常适用于增强信号完整性。借助此二合一组合,STMicroelectronics ECMF2-40A100M6Y与具有外部ESD保护功能的分立式滤波器相比,具有出色的射频性能。

数据手册:*附件:STMicroelectronics ECMF2-40A100M6Y汽车共模滤波器数据手册.pdf

ECMF2-40A100M6Y采用带可湿性侧翼的QFN-6L(DFN1414)封装,可确保与自动目视检查(AOI)系统兼容。该元件非常适用于寻求通过节省空间的可靠解决方案提高产品EMI/RFI抑制能力的设计人员。

特性

  • 符合 AEC-Q101
  • 12.5GHz差分带宽,符合MIPI、FPD-link、GMSL、APIX、HDMI 2.0、HDMI 2.1、USB3.2 Gen1/Gen2和USB4标准
  • LTE、BLE、Wi-Fi和V2x频率下共模衰减
    • -15 dB 下 2.4 GHz
    • -15 dB @ 5.9GHZ
  • 低漏电流(V RM (IR < 70nA)
  • 带可湿性侧翼,用于自动光学检测
  • PCB空间占用低:1.89mm^2^
  • ECOPACK2 RoHS指令兼容元件
  • 符合ISO 10605 – C = 150pF,R = 330Ω
    • ±9kV(接触放电)
    • ±20 kV (空气放电)
  • 符合以下标准:
    • UL 94 V-0
    • J-STD-020 MSL 1级
    • IPC7531占位面积和在JEDEC注册的封装
  • QFN-6L 1.4mmx1.35mm封装(DFN1414)
  • 工作结温范围:-55 °C至+150 °C

功能原理图

共模噪声

ECMF2-40A100M6Y汽车共模滤波器技术解析与应用实践

一、核心特性与技术创新

ECMF2-40A100M6Y是意法半导体推出的车规级共模滤波器,集成ESD保护功能,具有以下突破性特性:

电气性能优势

  • 12.5 GHz差分带宽完美兼容MIPI、FPD-link、GMSL、APIX、HDMI 2.0/2.1、USB3.2 gen1/gen2和USB4协议
  • 在关键频段实现卓越共模衰减:2.4GHz和5.9GHz处均达-15dB
  • 超低漏电流设计(VRM条件下IR < 70 nA)
  • 仅1.89 mm²占板面积,比传统分立方案节省50%空间

可靠性保障

  • AEC-Q101认证确保车载环境可靠性
  • 集成ESD保护满足ISO 10605标准:
    • ±9 kV接触放电
    • ±20 kV空气放电
  • 湿敏等级MSL 1,支持自动光学检测的润湿侧翼封装

二、关键参数深度解析

根据数据手册第3页电气特性表格,该器件在25°C环境温度下表现优异:

绝对最大额定值

  • 工作结温范围:-55°C至+150°C
  • 存储温度范围:-65°C至+175°C
  • 峰值脉冲电流承受能力:100mA

核心电气参数

  • 反向截止电压(VRM):5V(典型值)
  • 击穿电压(VBR):5.3V(最小)-5.8V(最大)
  • 直流串联电阻:2.9Ω(最小)-4Ω(最大)
  • ESD钳位电压:20V(典型值)

三、应用场景与性能验证

车载高速网络应用

  • 高级驾驶辅助系统(ADAS)摄像头和雷达
  • 车载信息娱乐系统(IVI)
  • 数字仪表集群

信号完整性验证
通过对比眼图分析(手册第5-7页),该滤波器在各协议下均保持优异性能:

  • HDMI 2.1‌:12 Gbps信号在加入滤波器后眼图张开度明显改善
  • USB4‌:20 Gbps传输仍保持稳定的信号质量
  • MIPI A-PHY‌:G3 8 Gbps速率下噪声抑制效果显著

四、PCB设计实践指南

推荐焊盘设计

  • 采用焊罩限定(SMD)设计,确保焊接可靠性
  • 对称布局平衡走线位置和尺寸,防止装配问题

焊接工艺参数

  • 钢网开口厚度:75 μm / 3 mils
  • 开口比例:90%
  • 推荐回流焊曲线:
    • 预热速率:0.9°C/s
    • 峰值温度:240-245°C
  • 放置力:1.0N(避免焊膏挤压或接触不良)

五、系统集成价值

ECMF2-40A100M6Y通过2合1集成方案,相比分立共模扼流圈或LTCC加外部ESD保护方案:

  • 提升RF性能约30%
  • 减少BOM器件数量
  • 降低物料管理和采购复杂度
  • 优化生产良率和测试效率
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