[发明专利]多层电容器中的声学噪声消除

说明书

本发明呈现了一种设备，该设备用于解耦发生于由稳压器产生的电压信号上的电压瞬变。该设备可将电压瞬变从耦接到稳压器的电路解耦。该设备可包括可被包含在单个封装中的两个电容器。该两个电容器可耦接到来自稳压器的电压信号，使得一个电容器还耦接到接地部参考并且另一个电容器还耦接到供电电压。在多层陶瓷电容器(MLCC)工艺中构造该电容器。形成MLCC的材料可被布置，使得该MLCC封装不会响应于电压信号的电压电平波动而改变形状或振动。

本申请是申请日为2014年12月31日、申请号为201480073012.5、发明名称为“多层电容器中的声学噪声消除”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本文所述的实施方案涉及电容器设计领域，并且更具体地涉及用于使电压瞬变最小化的电容器的具体实施。

背景技术

在电子电路中，复杂部件如微处理器或片上系统(SoC)具有波动的功率需求，因此在这些设备附近放置电容器以在电流需求变化时保持供电电压稳定。这些所谓的“解耦”或“旁路”电容器被连接在电源和接地部之间，并且充当能够处理负载波动时发生的瞬态电流的本地低阻抗电压源。由铝或钽电解质制造的电容器是用于解耦的一个选择，因为其成本低并且电容大。此外，在一些实施方案中，在操作期间，利用这些电容器的供电电压的电压电平保持相对恒定，从而使得电解质电容器是一种合适的选择。

对更小的便携式设备的需求驱动对更小部件需求的小型化要求。电解质电容器可能未提供最好的选项，因为它们可能无法提供最小的电容器方案。此外，改善电池寿命的功率降低技术带来了根据设备的活动电平而调节其供电电压的系统。现代便携式设备可能常常使解耦电容器在毫秒量级的时间间隔处受到在多个电平之间动态阶跃的电压影响，该电平例如是0.8V和1.8V。而且，电解质电容器可能不会提供最好的选项，因为其可能不会如所需要的那样快地对变化的电压电平作出响应。另选地，陶瓷技术的发展带来了适合用作解耦电容器的多层陶瓷电容器(MLCC)，其可提供物理尺寸很小的部件并允许电压电平更快地变化。

然而，MLCC技术和动态供电电压的结合可能会导致问题。MLCC使用在此类电容器的导电板两端的电场变化时其形状可能会稍微改变的陶瓷电介质材料(例如，钛酸钡)。这些形状改变可能是由于多种物理现象，包括压电效应、电致伸缩和库仑力，并可能导致MLCC响应于这种电容器的端子两端的电压电平的变化而机械振动。这种振动可能会通过电容器安装点来耦接，在电路板中引起机械振动，如果在可听范围中的频率发生电压电平变化，则然后可能导致设备发射可听到的噪声。

MLCC的这种可听到的特性(通常被称为“电容器歌唱”)首先在涉及AC信号滤波的MLCC应用中观察到，并且可能是源自电子设备的噪声的原因。测量和计算表明电容器中的物理位移可能极小，使得电容器表面可能仅移动单个原子宽度的一部分。然而，由于可能涉及到很大的力，耦合到系统中的总机械功率可能对于人而言是宏观的并且可以听到。因此，可能需要技术来减小或消除诸如这种特性。一种方式可为修改电容器安装，以减小MLCC和电路板之间的耦接。另一种方式可为布置多个电容器，使得将大部分噪声耦合到电路板的不可听到的共振模式中。然而，两种技术都可能受到如下事实的阻碍：振动的物理原因各式各样并且知之甚少，并且电容器形状改变的细节受到其内部设计和卖家处理细节的影响，由此使得此类方案的批量生产很困难。

希望存在一种设备可根据供电电压从电路解耦供电电压上的电压瞬变。期望的设备还应当是小外形的，以用于便携式设备中，并可抵抗刚刚描述的电容器歌唱特性。下文给出了用于低噪声电容设备的系统和方法。

发明内容

本发明公开了电容器的各种实施方案。广义地讲，设想出一种设备、一种系统和一种方法，其中该设备包括耦接到公共封装中的第一节点的第一组导电板、耦接到公共封装中的第二节点的第二组导电板、以及耦接到公共封装中的第三节点的第三组导电板。第一组导电板中的导电板可被布置在第二组导电板中的导电板和第三组导电板中的导电板之间。