摘要：  近年来，能源问题、地球环境问题受到高度关注，在电力电子技术领域，以风力、太阳光等自然能源为动力源的发电系统的开发正在发展。在这些电力电子技术产品的发展中，其所搭载的电子元件的发展必不可少。特别是，在太阳能发电领域，微型逆变器系统的引进正在发展，以实现高效发电。但由于在太阳能电池板的直下方安装电子设备，其搭载的电子元件要求小型、薄型化、高耐热化、无维修的长寿化。

关键字：  太阳能，  发电系统，  多层陶瓷电容器

前言

近年来，能源问题、地球环境问题受到高度关注，在电力电子技术领域，以风力、太阳光等自然能源为动力源的发电系统的开发正在发展。在这些电力电子技术产品的发展中，其所搭载的电子元件的发展必不可少。特别是，在太阳能发电领域，微型逆变器系统的引进正在发展，以实现高效发电。但由于在太阳能电池板的直下方安装电子设备，其搭载的电子元件要求小型、薄型化、高耐热化、无维修的长寿化。太阳能电池板的附近暴露在因天气、气温引起的激烈温度变化下，容易受到温度变化引起的基板膨胀收缩的应力，必须针对焊接裂纹采取对策，要求比普通产品具有更高的可靠性。

图1: 太阳能发电系统

图2: 微型逆变器系统的电路例

村田制作所对于这些要求，通过在多层片状陶瓷电容器的外部电极焊接金属端子，对于热压及机械冲击能保持极高可靠性的带有金属端子的层叠陶瓷电容进行商品化，下面对此进行介绍。 (图3)

图3: 带有金属端子的层叠陶瓷电容

要求性能和带有金属端子的多层陶瓷电容器的特点

小型化

代表性的带有金属端子的多层陶瓷电容器的结构图如图4、5所示。

金属端子通过焊接材料(无铅高温焊锡) 附着于芯片的外部电极上，形成通过此金属端子焊接于基板的结构。此外，可将2个电容重叠，在同样的安装空间下获得更高的容量。

图4: 带有金属端子的层叠陶瓷电容的结构图 (1段品)

图5: 带有金属端子的多层陶瓷电容器的结构图 (2段品)

高耐热化

图3所示的本公司的带有金属端子的层叠陶瓷电容能够在高达+125℃下使用，亦能应对设置的高耐热化。

高可靠性

带有金属端子的层叠陶瓷电容由于金属端子的弹性作用，缓和了来自热压、基板的应力，能够确保高可靠性。

所示热冲击循环试验和基板挠度试验的数据作为参考。

基板挠度试验

基板挠度试验数据如图6所示。

带有金属端子的电容即使在基板偏转量为6mm的情况下也不见破坏，与芯片单体相比，耐基板弯曲性明显提高。

图6: 基板弯曲试验的比较

试验基板:环氧树脂基板 (FR-4)

偏转率:1mm/秒

试料数:10个

图7: 试验状态

热冲击循环试验

热冲击循环试验前后的实装焊接断面图如图8所示。

为芯片单体时，1000次循环时发生焊接裂纹。但带有金属端子的电容则即使2000次循环也未出现焊接裂纹，对于热压能够确保高可靠性。

试验温度: -55～+125℃、放置时间: 各5分、使用基板: 环氧树脂基板 (FR-4)

图8: 耐热压焊接裂纹的比较 (液槽试验)

产品一览

以下所示为焊接有金属端子的层叠陶瓷电容的产品线。

(※) 个别规格为***的项目仍在开发中，非正式型号。

展望

在电力电子领域中，除太阳能发电以外，以汽车市场为中心发展，对于所搭载的电子元件，一直要求小型化、大容量化、長寿命化。

本公司除了更加努力实行大容量化，同时积极应对125℃以上的高温，为电力电子技术的发展作贡献。