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。

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。

 
 圖6： 嘯叫比較數據的典型示例圖

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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。今后村田制作所將致力于更小型、大容量的產品，在擴大產品陣容的同時，也將為客戶提供更多諸如此類的具有優勢的金屬端子電容器等解決方案，為客戶的設計提供協助。