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,原先並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。村田製作針對解決這一嘯叫問題,向大家介紹麵向移動設備和聲像機器的,帶金屬端子、並已商品化的小型電容器。
獨石陶瓷電容器產生嘯叫的原理
由於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鬆比為0.3的特性、如圖2所(suo)示(shi)與(yu)堆(dui)疊(die)方(fang)向(xiang)垂(chui)直(zhi)的(de)方(fang)向(xiang),即(ji)與(yu)電(dian)路(lu)板(ban)平(ping)行(xing)的(de)方(fang)向(xiang)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)伸(shen)縮(suo),結(jie)果(guo)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)板(ban)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)振(zhen)動(dong)並(bing)能(neng)夠(gou)聽(ting)到(dao)聲(sheng)音(yin)。因(yin)為(wei)單(dan)個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)空(kong)氣(qi)的(de)聲(sheng)阻(zu)抗(kang)有(you)所(suo)差(cha)別(bie),隻(zhi)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)話(hua)根(gen)本(ben)聽(ting)不(bu)見(jian)任(ren)何(he)聲(sheng)音(yin),但(dan)電(dian)容(rong)器(qi)被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)話(hua),電(dian)路(lu)板(ban)作(zuo)為(wei)阻(zu)抗(kang)變(bian)壓(ya)器(qi)發(fa)生(sheng)振(zhen)動(dong),振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)在(zai)人(ren)的(de)可(ke)聽(ting)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)(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。



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yi製zhi嘯xiao叫jiao的de產chan品pin都dou商shang品pin化hua了le。另ling一yi種zhong嘯xiao叫jiao的de對dui策ce方fang法fa是shi通tong過guo使shi用yong端duan子zi板ban等deng,安an裝zhuang電dian容rong器qi時shi,使shi其qi架jia空kong於yu電dian路lu板ban上shang,來lai抑yi製zhi振zhen動dong傳chuan達da到dao電dian路lu板ban上shang的de方fang法fa。村cun田tian製zhi作zuo所suo的de減jian少shao嘯xiao叫jiao的de方fang法fa是shi在zai電dian容rong器qi外wai部bu電dian極ji上shang安an裝zhuang金jin屬shu端duan子zi,並bing開kai發fa了le帶dai金jin屬shu端duan子zi的de電dian容rong器qi產chan品pin。產chan品pin概gai要yao如ru下xia所suo示shi。
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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製振動傳達到電路板上。(圖5)


圖6為(wei)嘯(xiao)叫(jiao)比(bi)較(jiao)數(shu)據(ju)的(de)典(dian)型(xing)示(shi)例(li)圖(tu)。在(zai)村(cun)田(tian)製(zhi)作(zuo)所(suo)擁(yong)有(you)可(ke)進(jin)行(xing)評(ping)價(jia)的(de)測(ce)定(ding)係(xi)統(tong),能(neng)夠(gou)使(shi)安(an)裝(zhuang)了(le)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)嘯(xiao)叫(jiao)聲(sheng)壓(ya)水(shui)平(ping)穩(wen)定(ding),可(ke)以(yi)利(li)用(yong)此(ci)係(xi)統(tong)來(lai)定(ding)量(liang)的(de)測(ce)定(ding)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)嘯(xiao)叫(jiao)。
相xiang對dui於yu單dan個ge貼tie片pian電dian容rong的de嘯xiao叫jiao聲sheng壓ya級ji,接jie合he了le金jin屬shu端duan子zi的de電dian容rong器qi能neng大da幅fu減jian少shao嘯xiao叫jiao。此ci外wai,如ru果guo和he使shi用yong了le低di介jie電dian常chang數shu材cai料liao陶tao瓷ci的de電dian容rong器qi進jin行xing組zu合he,能neng更geng大da程cheng度du的de降jiang低di嘯xiao叫jiao。

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。

今後的展望
金jin屬shu端duan子zi陶tao瓷ci電dian容rong器qi除chu了le能neng解jie決jue嘯xiao叫jiao問wen題ti以yi外wai,也ye可ke能neng解jie決jue電dian容rong器qi貼tie片pian上shang的de問wen題ti。比bi如ru,獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi由you於yu電dian路lu板ban的de彎wan曲qu應ying力li使shi陶tao瓷ci出chu現xian裂lie縫feng,結jie果guo可ke能neng導dao致zhi發fa生sheng短duan路lu故gu障zhang時shi,由you於yu加jia上shang金jin屬shu端duan子zi可ke以yi讓rang貼tie片pian電dian容rong架jia空kong於yu電dian路lu板ban上shang,耐nai電dian路lu板ban彎wan曲qu性xing得de到dao了le很hen大da改gai善shan,從cong而er確que保bao了le高gao可ke靠kao性xing。
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