虽然市场上有专门的“低声噪声MLCC”解决方案，但在采用这种昂贵的补救方法之前，还有其他有效的方法来解决智能手机MLCC驱动的高频噪声问题吗？

本文将介绍：

• lII类MLCC噪声的产生因素。
• l导致噪声问题的主要因素是什么？
• l获取低噪声MLCC的一种“专用”选项。

随着跨所有平台的系统速度继续升级，预计5G智能手机的总电容量将比4G的多30%以上——这与整个行业的其他应用正在发生的增长类似。因此，多层陶瓷电容器（MLCCs）也越来越受欢迎。

随着MLCC使用的增加，MLCC的噪声问题越来越突出。特别是对于笔记本电脑和手机等消费设备，通常用在安静的环境中，这些产品的MLCC噪声给人产品质量差的印象，因此很多终端用户无法接受。本文将提出实际的设计策略来规避这种影响，并介绍一些商业上可用的声学MLCC解决方案。

是什么导致了MLCC的噪声？

在我们深入研究解决方案之前，让我们来看看这个问题的根源：MLCC噪声效应仅在II类MLCC（通常为X5R、X6S或X7*额定值）中观察到，其中电介质材料通常由钛酸钡制成。

虽然钛酸钡具有高介电常数（k）的特征，使小电容和高电容的MLCC成为可能，但不幸的是，它也具有压电效应。（当钛酸钡低于125°C的温度时，该材料的晶体结构变成正方的；偏心钛离子的自发极化导致钛酸钡的压电效应。）

因此，当正弦信号通过这种类型的MLCC时，压电效应使MLCC开始振动。这种振动随后通过MLCC两端的焊料圆角转移到PCB上。如果振动的强度足够强，并且碰巧在人类20Hz到20kHz的听觉频率范围内，就可以听到嗡嗡作响的“噪声”（图1）。

1.在PCB的电源线中使用的MLCC会导致振动，当PCB的振动在人类听力范围的20Hz到20kHz频率范围内时，可能会听到“噪声”。

通过对MLCC声噪声产生机制的理解，我们现在可以检查这个问题中的三个关键部分：MLCC、PCB和锡焊。

产生噪声的三种源头

MLCC

电容级的噪声产生是由MLCC的结构和组成决定的。如果我们比较两个不同的MLCC部件相同的外壳尺寸，电容较低的那一个会产生更多的噪音（如图2）。产生这种现象的原因是，电容越大电压纹波越小（dV/dt），而在压电效应下， dV/dt越小，物理位移越小，振动强度越小。

2.当MLCC的电容在相同的情况尺寸内增加时，电压纹波下降，降低噪声水平。

因此，减少噪声的一种潜在方法是在相同的外壳尺寸内选择一个更高电容的MLCC。同样，由于直流偏置的增加而导致的电容降低也增加了dV/dt。因此，对于相同的MLCC，在较小的直流偏置下工作或选择直流偏置效应较小的部件是降噪的首选。BaTiO3的介电常数(k)也是影响噪声产生的另一个因素。一般情况下，k与压电效应的强度成正比，所以k较高的MLCC比k较低的MLCC更容易产生噪声效应。然而，MLCC供应商通常不会披露特定MLCC基材的介电常数。因此，作为一个经验法则，较大的外壳尺寸MLCC部件（例如3216或3225）通常比相同电容但较小外壳尺寸的部件具有更低的介电常数。

PCB

印刷电路板（PCB）在噪声的产生中也起着同样重要的作用。研究发现，最有效的降噪PCB布局配置是在PCB两侧的相同位置安装相同类型的MLCC（图3）。这是因为来自两侧的振动模式基本上相互抵消，从而减少了PCB的整体振动。

3.在PCB两侧安装在同一位置的MLCCs可降低噪声。

虽然上述建议都是减少MLCC噪声效应的有效方法，但有时它们可能不那么有用，因为某些设计限制会限制电容值或尺寸的选择。此外，在许多设计中并不总是有可能实现双面的表面组装技术。幸运的是，有更有效和实用的方法来帮助。

锡焊

如果我们用激光多普勒振动计扫描电容受到正弦信号时的MLCC的变形形状，振动幅值在MLCC终端的中间平面最大， 振动能量随后通过MLCC两端的锡焊传递到PCB上。因此，如果我们能够将MLCC安装在与PCB平面平行的介质层上，即“水平安装”，并同时应用少量焊料（再次如图4所示），我们基本上消除了振动能量传递的路径。