隨著智能手機和數碼相機的錄像
、錄lu音yin功gong能neng的de搭da載zai
，以yi及ji小xiao型xing筆bi記ji本ben電dian腦nao的de無wu風feng扇shan設she計ji等deng的de電dian子zi設she備bei多duo功gong能neng化hua發fa展zhan及ji無wu噪zao聲sheng化hua發fa展zhan，之zhi前qian並bing不bu突tu出chu的de由you於yu電dian容rong器qi振zhen動dong所suo產chan生sheng的de“嘯叫※1”問題成為設計的主要挑戰之一。作為控製嘯叫的元器件之一
，村田製作所於2012年6月推出了 “基板嵌入式多層陶瓷電容器（ZRA係列產品）”
，該產品通過嵌入式基板※2
，抑製電容器的振動，最大限度控製振動對主基板所造成的影響。但是因為ZRA係列產品使用了大於MLCC的LW尺(chi)寸(cun)的(de)嵌(qian)入(ru)式(shi)基(ji)板(ban)

，所(suo)以(yi)如(ru)果(guo)是(shi)在(zai)為(wei)節(jie)約(yue)基(ji)板(ban)麵(mian)積(ji)
，縮(suo)小(xiao)安(an)裝(zhuang)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)用(yong)
，就(jiu)會(hui)存(cun)在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)相(xiang)互(hu)接(jie)觸(chu)的(de)問(wen)題(ti)。因(yin)此(ci)
，此(ci)次(ci)我(wo)們(men)推(tui)出(chu)了(le)“基板嵌入式多層陶瓷電容器（ZRB係列產品）”（圖1）
，該產品提升了小型基板的MLCC搭載技術，使用了與MLCC的LW相同大小的嵌入式基板。通過這種方法

，即使是緊湊封裝的電路
，也不需要變更印製基板設計

，可以使用以前的MLCC控製嘯叫。

 

 

圖1：基板嵌入式多層陶瓷電容器（ZRB係列產品）

 

※1  嵌入式…對應多層陶瓷電容器大小的成型印製基板的一種

※2  嘯叫…向陶瓷材料上施加電壓時發生的機械振動的現象。印製基板振動導致發出聲音。

 

如果向高介電常數型的電容器（諸如`溫度特性為：B, R, X5R, X7R，Y5V的電容器）施加交流電壓，由於電致伸縮效應
，會造成多層電容器芯片伸縮注）。根據電介質一般的泊鬆比為0.3的特性
，會在與積層方向垂直及平行的方向上產生伸縮（如圖2所示）
，其結果是基板表麵發生振動從而產生人耳可聞的聲音。通常情況下，因為這種振動頻率遠遠高於人耳可聽頻率範圍(20Hz～20kHz)，所以即使向單體電容器施加人耳可聽頻率範圍的信號電壓，也不會形成人耳可聞程度的聲音（嘯叫）。但是，如果將電容器封裝於基板，那麼該振動會傳導至基板
，振動就會放大（諧振）。其結果是人耳可以感知到類似於“吱吱”的聲音。雖然芯片和基板的振幅僅為1pm～1nm左右，但其聲音卻大到人耳輕易識別的程度。

　　　

圖2：電壓施加時電致伸縮效應導致的芯片變形 　

 

 

圖3：電致伸縮效應導致的基板變形

為了控製這種基板振動所導致的電容器嘯叫的情況，我們已經推出了GH8係列產品和KRM係列產品，GH8係列產品是通過使用更低介電常數的材料
，降低電容器的失真量，從而抑製嘯叫的產品，而KRM係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)外(wai)部(bu)電(dian)極(ji)部(bu)分(fen)安(an)裝(zhuang)金(jin)屬(shu)端(duan)子(zi)，降(jiang)低(di)對(dui)基(ji)板(ban)的(de)振(zhen)動(dong)，從(cong)而(er)抑(yi)製(zhi)嘯(xiao)叫(jiao)的(de)產(chan)品(pin)。除(chu)了(le)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)，村(cun)田(tian)製(zhi)作(zuo)所(suo)還(hai)推(tui)出(chu)了(le)滿(man)足(zu)小(xiao)型(xing)低(di)背(bei)需(xu)求(qiu)的(de)嘯(xiao)叫(jiao)控(kong)製(zhi)產(chan)品(pin)---基板嵌入式多層陶瓷電容器（之後稱為ZR*係列產品）。以下說明與其相關的概要情況。

注）諸如溫度特性為CH，C0J，UJ，U2J的溫度補償性電容器無此種失真特性。

 

 

3-1． ZR*係列產品的結構

ZR*係列產品是通過接合材料（無鉛焊錫），將用於表麵封裝的二端子電容器（GRM係列產品）封裝於嵌入式基板上的結構。相較於（圖4、圖5）ZRA係列產品使用了大於MLCC的LW尺寸的嵌入式基板，此次新推出的ZRB係列產品使用的是與MLCC的LW尺寸相同的嵌入式基板。

 

 

圖4: ZRB係列產品的結構圖

 

 

圖5: ZRA係列產品的結構圖

 

3-2． ZR*係列產品的特征

 

ZR*係列產品的特征如下,

①通過將MLCC封裝於嵌入式基板上，可以抑製電容器振動的傳導
，也就是可以降低嘯叫等級。

②可以使用與通用產品（GRM係列產品）的相同焊盤進行設計。

③無需變更印製基板（封裝間隔）即可使用（僅ZRB係列產品）。

正如第2章所描述的那樣，如果向使用鐵電陶瓷的多層陶瓷電容器施加交流電壓，就會產生伸縮。ZR*係列產品通過將MLCC封裝於嵌入式基板上，可以抑製電容器振動（伸縮）向xiang封feng裝zhuang基ji板ban的de傳chuan導dao，由you此ci降jiang低di嘯xiao叫jiao等deng級ji。此ci外wai
，還hai設she計ji了le通tong過guo在zai嵌qian入ru式shi基ji板ban的de端duan部bu設she置zhi凹ao槽cao

，降jiang低di對dui陶tao瓷ci電dian容rong器qi外wai部bu電dian極ji側ce表biao麵mian焊han接jie的de潤run濕shi量liang。由you此ci可ke以yi將jiang多duo層ceng陶tao瓷ci電dian容rong器qi的de振zhen動dong（伸縮）應力降至最低，從而也降低了嘯叫等級。圖6為ZR*係列產品與通用係列產品的尺寸嘯叫等級比較圖。從中可以看出相較於通用產品
，通過使用ZR*係列產品，會有20dB左右的降低效果（這就意味著人耳所感知的聲音程度已經減輕到1/10左右）。而且，由於ZRBxiliechanpinbeishejiweishiyongyuduocengtaocidianrongqichicunxiangtongdeqianrushijiban


，suoyiruguozaizujianshejidezuizhongjieduanfashengxiaojiaowenti
，namewuxubiangengyinzhijiban（封裝間隔）即可實現置換（降低嘯叫等級）。（使用ZRA係列產品時，如果無法充分確保元器件之間的距離（已進行緊湊封裝），則可能會發生需要變更印製基板設計（封裝間隔）的情況。）

 

圖6：ZR*18（嘯叫抑製產品）和GRM18（通用產品）的嘯叫等級比較

 

3-3． ZR*係列的產品陣容

基板嵌入式多層陶瓷電容器的產品陣容如下所示。

 

① 外形尺寸

 

ZRB15X：L = 1.00±0.15, W = 0.50±0.15, T = 0.65±0.15

ZRB18A：L = 1.60±0.20, W = 0.80±0.20, T = 1.00±0.20

ZRA21M：L = 2.40±0.10, W = 1.65±0.10, T = 1.15±0.10 (單位: mm)

 

② ZR*係列的產品陣容

 

 
 

 

③產品編號

 

例） MLCC為1608

、X5R特性、22μF
、M誤差 (±20%) 時: ZRB18AR60J226ME01

 

目前
，ZR*係列產品需求市場的重心是需要小型低背元器件的移動市場。

・移動通信設備（手機/智能手機）

在功率放大器的輸入方所使用的電容器、以及提供給CPU的DC-DC轉換器的輸出方所使用的電容器方麵
，為了抑製由於IC的負載變化所引發的嘯叫，對低嘯叫等級電容器的需求不斷高漲。特別是在智能手機等方麵，隨著基板麵積的不斷縮小（通過緊湊封裝實現的空間節省）和薄型化的不斷推進，這些電路所使用的電容器（用以抑製嘯叫等級的產品）必須要具備小型化和低背化的特點，因此針對ZR*係列產品的使用與研討也在持續進行中。

 

在手機/智能手機方麵
，由於電池所占麵積的擴大以及多功能化所造成的IC搭載數量的增加，預計基板麵積的縮小和薄型化是大勢所趨。此外，由於搭載更高性能的IC，對所使用的電容器在小型化大容量方麵的要求越來越高。在未來，ZR*係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)作(zuo)為(wei)能(neng)對(dui)肩(jian)負(fu)此(ci)種(zhong)需(xu)求(qiu)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)所(suo)存(cun)在(zai)的(de)嘯(xiao)叫(jiao)問(wen)題(ti)的(de)解(jie)決(jue)有(you)所(suo)助(zhu)益(yi)的(de)產(chan)品(pin)，要(yao)對(dui)其(qi)產(chan)品(pin)陣(zhen)容(rong)進(jin)行(xing)擴(kuo)充(chong)。而(er)且(qie)今(jin)後(hou)平(ping)板(ban)終(zhong)端(duan)和(he)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)也(ye)會(hui)存(cun)在(zai)節(jie)約(yue)電(dian)力(li)和(he)節(jie)省(sheng)空(kong)間(jian)等(deng)需(xu)求(qiu)，因(yin)此(ci)預(yu)計(ji)小(xiao)型(xing)化(hua)大(da)容(rong)量(liang)會(hui)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)
，在(zai)這(zhe)些(xie)市(shi)場(chang)中(zhong)，對(dui)ZR*係列產品的需求也會提高。