低噪电容器的制造方法_4

文档序号:9549215阅读:来源:国知局
置测试衬底,并且麦克风放置在衬底的与待测试器件安装位置相对的侧上。可 以提供泡沫外壳(未示出)以围绕整个装置,从而降低杂音。对于该装置,本底噪声(noise floor)可以近似为大约-6dB,在大约1到10kHz的讨论频率范围内。
[0082] 在示例性设置中,Brilel&Kjaer1/2麦克风和前置放大器与Brilel&Kjaer光子+信 号分析器结合使用。HP33120A函数发生器与Krohn-Hite模型7500放大器结合使用以激励 测试参数:l-5kHz的扫频正弦波、3. 15VAC、3. 15VDC和0.Is的扫描速率。大部分待测高CV 电容器具有6. 3V的额定值,所以测试波形设置为在介于6. 3伏的25%到75%之间(大约 1. 6到4. 7V)运行。
[0083] 虽然可以实施各种设置方案,本领域技术人员将意识到,这种麦克风的几何形状 和放置提供了电容器机电噪声测试的有效设置方案,由图1中示出的从测试器件12和板14 两者发出的同心半圆形振动波表示。
[0084] 正如本文所讨论的,当前的图2A、2B、2C和2D是现有技术的多层陶瓷电容器 (MLCC)器件的各个透视图和横截面图,该MLCC器件例如由共有美国专利No. 7352563的图 2和3示出。正如本领域技术人员将要理解的,这种MLCC可具有例如覆盖厚膜Cu终端的镍 锡镀层,以及具有交叉或交错的复数组的相反极性的电极结构22和24的主体。
[0085] 图3是使用由当前图1呈现的测试装置在由诸如当前图2A到2D呈现的现有MLCC 器件上执行的声压测试结果的比较图表。其图示了声压级(SPL,dB量级)与施加频率(Hz 量级)的比。本底噪声是由空的测试室呈现出来的内容。如所示的,每次测试中,在1到 9kHz的测试频率范围内,呈现的峰值发生在49. 3dB处。相应的灵敏值(FigureofMerit) 由SPL曲线下方的区域决定并且在这种情形下相当于大约2.OPa·Hz。本质上相同的测试 装置与本发明的主题的示例性实施例结合使用,正如本文所讨论的。
[0086] 图4A和4B是根据本发明的主题在印刷电路板(PCB)上安装MLCC器件的各方面 的简化示意性描绘,并且其有助于降低来自这种组合的机电噪声。如所描绘的,典型的本发 明的MLCC器件26被接收(安装和/或支撑)至支撑衬底28 (诸如PCB)。图4A描绘了在 介于器件26和衬底28之间的这种组合中提供阻尼的技术方案。图4B描述了可在支撑衬 底中引起机械力和噪声的、所产生的力的减小。正如这种实施例所示意性示出的,介于器件 26和衬底28之间的支撑/连接用面积(footprint)的减少产生了降低两者之间传输的振 动力的特别布置。
[0087]图5A是本发明主题的示例性第一实施例的横截面图,包括顺应性终端技术,用于 相对地降低机电噪声。图5B是使用由当前图1描绘的测试装置、在诸如由当前图5A描绘 的本发明的示例性实施例上执行的测试结果的图表,并且将该结果与诸如图2D描绘的现 有技术所表示的现有技术厚Cu膜终端器件的结果相比较。
[0088]与图2D现有技术的厚膜铜终端相比,图5A中本发明的示例性实施例具有覆盖相 对更薄的Cu层(或防护层)的Ag聚合物终端。这种更顺应的聚合物终端充当"软垫"并 且抑制介于电容器器件和PCB之间的振动的耦合。虽然Ag聚合物示出为特殊实例,但根据 此处的全部公开内容,本领域技术人员应当理解,可以实施更普通的导电聚合物或聚合物, 而不限于仅仅Ag聚合物。
[0089] 正如当前图5B所示,当前图5A中本发明的实施例的测试结果由右侧数据点表示, 并且将其与(图2D的)现有技术器件的左侧数据相比较。可以实现大约6dB的下降。因 为dB轴是对数的(logarithmic),所呈现的下降的量级类似于切除传输声音(SPL或噪声) 的一半。(图2D)现有技术实施例的厚膜铜终端具有大约120GPa的模数,而图5A的本发明 主题的示例性实施例具有小于5GPa的模数。这种用于测试目的的示例性实施例包括0805 10微法MLCC器件。因而,相对于现有技术实施例,本发明实施例的顺应性终端示出为具有 显著的降噪。
[0090] 图6A和6B分别是本发明的主题的另一个示例性实施例的透视图和横截面图,包 括模制封装技术,用于相对地降低机电噪声。图6C是使用由当前图1描绘的测试装置在诸 如由当前图6A和6B描绘的本发明的示例性实施例上执行的测试结果的图表。
[0091] 本发明的主题的模制封装实施例包括使用引线框去藕PCB的电容失真。示出的线 路径的长度和各个顶端、末端贴附点提供这种去藕。还有,聚合物涂层有助于抑制器件噪 声。进一步地,所谓的A型壳封装安装为0805焊盘上的LGA(连接盘网格阵列)型封装。
[0092] 图6C以图表呈现了(由当前的现有技术图2D呈现的类型的)标准0805MLCC器 件与使用了本发明的模制封装技术的0805A型壳样品之间针对22微法器件的测试结果比 较。如示出的,本发明的技术提供了峰值SPL的从12到28dB间的任意数量的降低,因而呈 现出相对于现有技术的显著改进。
[0093] 图6D到6F示出了安装衬底上的电容器和焊盘的三个分别不同的示例性实施例的 概念性横截面图。图6D是相应安装垫片上的多层陶瓷电容器器件,S卩,0402MLC安装在为 0402器件设计的垫片上,0603MLC安装在为0603器件设计的垫片上等。图6E示出了嵌入 实体大于MLC自身的模制器件中的给定MLC电容器,以使得模制器件安装在为该型壳尺寸 的模制零件设计的焊盘上。根据EIA工业标准,R和N型壳尺寸模制器件安装在0805焊盘 上,A型壳模制零件安装在1206焊盘上,并且B型壳模制器件安装在1210焊盘上等等。特 别地,这种工业标准安装允许焊脚形成在模制器件的末端上,如图6E中概念性示出的。然 而,如图6F中概念性示出的,如果模制器件安装在为一个型壳尺寸较小的芯片设计的焊盘 上,那么基本上消除了模制器件的末端上的焊脚。换言之,R和N型壳尺寸模制器件将被安 装在0603焊盘上,A型壳器件将被安装在0805焊盘上,并且B型壳器件将被安装在1206焊 盘上等等。
[0094] 如图6G中以图表示出的,可以将典型的0603MLC的dB量级的峰值声压级的声输 出与安装在0603安装垫片上的2. 2到22μF范围内的电容相比较;包含相同范围值的MLC 嵌体的Α型壳模制器件被模制在工业标准1206安装垫片上;并且安装在较小的0805垫片 上的那些A型壳器件消除了焊接末端的焊脚。相对于裸的MLC嵌体,降低了A型壳模制器 件的声输出;并且此外,相对于以焊脚安装的模制器件,安装在消除了焊接末端的焊脚的焊 盘上的模制器件的声输出得以降低。
[0095] 如图6G中以图表所示,可以将典型的0402MLC的dB量级的峰值声压级的声输出 与安装在0402安装垫片上的0. 1到10yF范围内的电容相比较;包含相同范围值的MLC嵌 体的R型壳模制器件被模制在工业标准0805安装垫片上;并且那些R型壳器件安装在消除 了焊接末端的焊脚的较小的0603盘上。相对于裸的MLC嵌体,降低了R型壳模制器件的声 输出;并且此外,相对于以焊脚安装的模制器件,安装在消除了焊接末端的焊脚的焊盘上的 模制器件的声输出得以降低。表1列出了最小化焊接末端的焊脚来降低声输出的工业标准 模制器件以及MLC的和非标准连接盘网格阵列(LGA)安装垫片的几何特征的数个实例。
[0096]表1
[0097]
[0098] 图7A是根据当前图2A到2D设计的现有技术器件的8终端MLCC器件的典型实例。 图7B是本发明的主题的另一个示例性实施例的透视图,包括侧面终端技术,用于相对地降 低机电噪声。图7C是使用由当前图1描绘的测试装置在诸如由当前图7B描绘的本发明的 示例性实施例上执行的测试结果的图表,并且将该测试结果与诸如图7A示出的现有技术 实施例的测试结果相比较。该侧面终端的示例性实施例使用降噪功能性和诸如通常由当前 图4B呈现的主题,具有相对减少的连接用面积(footprint)。此外,当前图7C的比较性测 试结果示出了大约6dB的降低。
[0099] 图8A到8C分别是本发明的主题的另一个示例性实施例的透视图以及元件侧面立 视图和板侧面立视图,包括预先安装MLCC转换器技术,用于相对地降低机电噪声。图8D是 使用由当前图1描绘的测试装置在诸如由当前图8A到8C描绘的本发明的示例
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