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MLCC—多層片式陶瓷電容器，簡稱貼片電容，會引起噪聲嘯叫問題……

聲音源于物體振動，振動頻率為20Hz~20 kHz的聲波能被人耳識別。

MLCC發出嘯叫聲音，即是說，MLCC在電壓作用下發生幅度較大的振動（微觀的較大，小于1nm）。

MLCC為什么會振動？我們要先了解一種自然現象——電致伸縮。在外電場作用下，所有的物質都會產生伸縮形變——電致伸縮。對于某些高介電常數的鐵電材料，電致伸縮效應劇烈，稱為——壓電效應。壓電效應包括正壓電效應和逆壓電效應

![因壓電效應導致的電路板變形片狀獨石電容器由于強介電常數的陶瓷的壓電特性，在施加交流電壓的情況下，像如圖2所示進行收縮。

結果如圖3所示，電路板將朝平面方向振動。 (芯片及電路板的振幅僅為1pm～1nm左右)

該電路板的振幅周期在達到人們能夠聽到的頻率帶 (20Hz～20kHz) 時，聲音可通過人耳識別。

正壓電效應對具有壓電特性的介質材料施加機械壓力，介質晶體會發生結構重組排布，材料表面會感應出電荷，產生電位差。

逆壓電效應對具有壓電特性的介質材料施加電壓，則產生機械應力，發生形變。

壓電效應的學術定義：“在沒有對稱中心的晶體上施加壓力、張力和切向力時，則發生與應力成比例的介質極化，同時在晶體兩端面將出現正、負電荷，這一現象稱為正壓電效應。反之在晶體上施加電場而引起極化，則產生與電場強度成比例的變形或機械應力，這一現象稱為逆壓電效應。這兩種正、逆壓電效應統稱為壓電效應。

陶瓷介質是MLCC主要組成部分，電壓作用下，電致伸縮不可避免。如電致伸縮強烈表現為壓電效應，則會產生振動。

所有MLCC都會嘯叫嗎？MLCC設計制造陶瓷介質材料主要有順電介質和鐵電介質兩大類。

順電介質又稱I類介質，主要有SrZrO3、MgTiO3等。順電介質電致伸縮形變很小，在工作電壓下，不足以產生噪聲。所以，順電介質(I類介質)材料做的MLCC，如NPO（COG）等溫度穩定性產品，就不會產生噪聲嘯叫。

鐵電介質又稱II類介質，主要BaTiO3、BaSrTiO3等。鐵電介質具有強烈的電致伸縮特性—壓電效應。因此，鐵電介質（II類介質）做的MLCC，如X7R/X5R特性產品，在較大的交流電場強度作用下會產生明顯的噪聲嘯叫。

如上所示，X7R-MLCC兩端加上大幅度變化電壓后，BaTiO3陶瓷產生逆壓電效應，MLCC形變振動并傳遞到PCB板上發生共振。

當電壓信號的頻率在20Hz~20kHz人耳聽覺范圍內，則能聽到電容在嘯叫。

哪些場合MLCC嘯叫明顯?較大的交變電壓，頻率在20Hz到20kHz之間，使用X7R/X5R類中高容量MLCC，會產生明顯的嘯叫，如開關電源、高頻電源等場合。

嘯叫的危害許多移動電子設備靠近人耳，如：筆記本電腦、平板電腦、智能手機等，如電子電路中有可聽噪聲會影響使用感受。劇烈的嘯叫除了令人生厭外，還可能存在著可靠性設計不足的隱患。劇烈的嘯叫源于劇烈的振動，振動幅度由壓電效應程度決定。壓電效應與電場強度成正比，外加電壓不變，介質越薄，壓電效應越強，嘯叫聲音越大。

額定電壓由MLCC的材質和介質厚度決定的，劇烈的嘯叫表示對當前工作電壓所選用的MLCC介質厚度過薄，應當考慮選用介質更厚，額定電壓更高的MLCC。

對鐵電陶瓷，在交變電場作用下，還存在鐵電疇交替轉向內摩擦方面的問題，交變場強大，內摩擦嚴重，失效機率上升。這可在嘯叫聲音的大小上反映出來的。

解決嘯叫的對策降低MLCC電容器產生的可聽噪聲的方法有很多，所有解決方案都會增加成本。1、改變電容器類型是最直接的方法，用順電陶瓷電容、鉭電容和薄膜電容等不具有壓電效應的電容器替代。但需要考慮體積空間、可靠性和成本等問題。2、調整電路，將加在MLCC大的交變電壓消除或者將其頻率移出人耳聽感頻段 (人耳最敏感音頻為1KHz~3KHz)。3、注意PCB布局、PCB板規格，幫助降低嘯叫水平。4、選用無噪聲或低噪聲的MLCC。

無噪/低噪聲MLCC的設計目前針對MLCC的嘯叫現象，設計解決措施有三種。

（1）加厚底部保護層由于保護層厚度部分是沒有內電極的，這部分的BaTiO3陶瓷不會發生形變，當兩端的焊錫高度不超過底保護層厚度，這時產生的形變對PCB影響要小，有效地降低噪聲。

（2）附加金屬支架結構結構圖如下，它采用金屬支架把MLCC芯片架空。

MLCC與PCB板隔空，把逆壓電效應產生形變通過金屬支架彈性緩沖，減少對PCB板的作用，有效的降低噪聲。

（3）使用壓電效應弱的介質材料設計制造通過對鈦酸鋇（BaTiO3）進一步摻雜犧牲一定的介電常數和溫度特性，得到壓電效應大大減弱的介質材料，用其制造的MLCC可有效的降低噪聲。各大MLCC廠家，都有相應低噪材質的MLCC產品系列。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MLCC噪声啸叫及对策的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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