片状多层陶瓷电容器的啸叫原理和解决方案

随着近来民用设备的尺寸越来越小,电子设备内部的温度越来越高,多层电容器已逐渐开始取代薄膜电容器。

特别是在FPD中,为了追求薄型化,电源电路板的高度越来越低,并且低厚度和元件的表面安装的研究和设计已经开始。

同时,在中压和高压领域,作为节省电能的开关电源的对策之一,多层电容器的使用可以减少待机时间的功耗。

但是,在电源的初级阶段,待机状态的基本频率为几百到几千赫兹。

在某些更高级别的静音设计电视中,电容器将显示为“啸叫”。

为了解决这种噪声问题,村田制作所株式会社通过将金属端子焊接在层叠陶瓷电容器的外部电极上,抑制了由电容器的压电效应引起的电路基板振动。

这是该系列产品的介绍。

图1:金属端子电容器芯片的多层陶瓷电容器的啸叫原理由于陶瓷的铁电性会产生压电效应,因此在施加交流电后,多层电容器会在层压板的方向上膨胀和收缩。

这是因为,如图2所示,电介质的一般泊松比(横向变形系数)为0.3,因此,与层叠方向垂直的方向,即与电路基板平行的方向也将扩大,收缩,导致电路板表面振动,并且可以听到声音。

电容器和电路板的振幅仅为1pm至1nm,但振动声足够大,我们可以听到。

单个电容器和空气产生的声阻抗是不同的,因此,在这种情况下,您几乎应该听不到啸叫声。

然而,在焊接到电路板上之后,电路板变成声阻抗变换器,使得振动频率到达人耳。

当可以区分频带(20Hz〜20kHz)时,发出类似于“ ji”的声音。

将会听到。

图2:施加电压导致电容变形时的压电效应图3:施加电压导致电路板变形的压电效应为了解决电路板振动引起的电容器啸叫,使用介电速率比普通陶瓷材料低的材料制造电容器,可以减少电容器的压电效应,并开发出抑制啸叫的电容器产品。

解决啸叫的另一种方法是从电路板支撑电容器端子板,以抑制振动传递到电路板。

村田制作所开发了金属端子电容器,将金属端子焊接在电容器的外部电极上,以降低噪声。

轮廓描述如下。

图4显示了典型的多层陶瓷电容器的结构,该电容器具有金属端子以降低噪声。

金属端子通过接合材料与电容器的外部电极结合(LF高温焊接),使得金属端子成为用于接合电路板的介质。

金属端子的形状为U形,可以减少啸叫的影响。

它仅与压电效应相对较小的电容器上WT表面的外部结合,以减少电容器振动的传递。

图4:金属端子陶瓷电容器的结构图5显示了啸叫强度的比较数据。

村田制作所拥有声压强度测量系统,用于安全地测量所安装电容器的啸叫强度。

该系统可用于定量测量电容器的啸叫。

对于单个电容器的啸叫,金属端子电容器可以大大降低啸叫的强度。

另外,如果将其与使用低介电材料的陶瓷电容器组合,则可以进一步降低啸叫强度。

图5:声压强度的比较。

前景。

除了解决啸叫问题之外,金属端子电容器还可以解决电容器安装中的一些问题。

例如,多层陶瓷电容器将由于电路板弯曲产生的力而破裂,​​这可能会导致短路。

焊接金属端子可使电容器从电路板上支撑,从而使电容器抵抗电路板弯曲。

大大改进以确保高可靠性。

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