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                                        村田應對“嘯叫”的小型獨石陶瓷電容器

                                        發布時間:2012-09-27 責任編輯:abbywang

                                        【導讀】隨著電子產品的寂靜化,筆記本電腦、手機、數碼相機、超薄電視機等等,在各種各樣的應用電源電路中,原先并未引人注目的由電容器振動引起的“嘯叫”現已成為重要的設計課題之一。村田制作針對解決這一嘯叫問題,向大家介紹面向移動設備和聲像機器的,帶金屬端子、并已商品化的小型電容器。


                                        獨石陶瓷電容器產生嘯叫的原理

                                        由于強電介質陶瓷的電致伸縮效應(又稱壓電效應),當施加交流電壓時,獨石電容器就會向堆疊方向發生伸縮。這是根據電介質一般的泊松比為0.3的特性、如圖2所示與堆疊方向垂直的方向,即與電路板平行的方向也會產生伸縮,結果等效電路板表面產生振動并能夠聽到聲音。因為單個電容器和空氣的聲阻抗有所差別,只是這樣的話根本聽不見任何聲音,但電容器被安裝在電路板的話,電路板作為阻抗變壓器發生振動,振動頻率在人的可聽頻率范圍(20Hz~20kHz)內就會產生“吱”的聲音。雖然貼片和電路板的振幅僅是1pm~1nm的程度,但振動聲音已足夠大到人耳很容易分辨的出。

                                         

                                        小型獨石陶瓷電容器

                                         

                                        貼片變形

                                        電路板變形


                                        作為針對電路板振動引起的電容器嘯叫對策,使用了相對低介電常數的材料,使電容器的變形量減小、抑制嘯叫的產品都商品化了。另一種嘯叫的對策方法是通過使用端子板等,安裝電容器時,使其架空于電路板上,來抑制振動傳達到電路板上的方法。村田制作所的減少嘯叫的方法是在電容器外部電極上安裝金屬端子,并開發了帶金屬端子的電容器產品。產品概要如下所示。
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                                        金屬端子減少嘯叫

                                        代表性的帶金屬端子獨石陶瓷電容器的結構圖如圖4所示。結構原理是通過接合材料(無鉛高溫焊接)在貼片的外部電極上附上金屬端子、將金屬端子作為媒介與電路板接合。利用此金屬端子的彈性作用來抑制振動傳達到電路板上。(圖5)

                                        電容結構圖

                                        仿真位移量


                                        圖6為嘯叫比較數據的典型示例圖。在村田制作所擁有可進行評價的測定系統,能夠使安裝了電容器的電路板上的嘯叫聲壓水平穩定,可以利用此系統來定量的測定電容器的嘯叫。

                                        相對于單個貼片電容的嘯叫聲壓級,接合了金屬端子的電容器能大幅減少嘯叫。此外,如果和使用了低介電常數材料陶瓷的電容器進行組合,能更大程度的降低嘯叫。

                                        噪聲頻譜

                                        產品一覽

                                        帶金屬端子的嘯叫對策用陶瓷電容器列表如下所示。
                                        產品一覽

                                        今后的展望

                                        金屬端子陶瓷電容器除了能解決嘯叫問題以外,也可能解決電容器貼片上的問題。比如,獨石陶瓷電容器由于電路板的彎曲應力使陶瓷出現裂縫,結果可能導致發生短路故障時,由于加上金屬端子可以讓貼片電容架空于電路板上,耐電路板彎曲性得到了很大改善,從而確保了高可靠性。
                                         

                                        要采購電容器么,點這里了解一下價格!
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