村田将电动汽车静噪对策用树脂成型表面贴装型MLCC商品化

发布时间：2023-06-21 13:02
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：1990

　　株式会社村田制作所已开发出电动汽车静噪对策用树脂成型表面贴装型多层陶瓷电容器“EVA系列”。该产品虽然体积小、厚度薄(12.7 x 6.0 x 3.7 mm)，但是仍然确保了高电压负载所需的爬电距离(10 mm)，并且支持国际标准“IEC60384-14”中的Y2级。

村田将电动汽车静噪对策用树脂成型表面贴装型MLCC商品化

　　这是一款村田创新开发的树脂成型表面贴装型多层陶瓷电容器产品。预定于2023年6月开始量产。

　　近年来，在电动汽车(EV)市场中，为了缩短充电时间，对电池的电压要求不断提高。传统EV配备的电池电压为四百多伏，但也已经有八百多伏的车型被投放市场。

　　与此同时，车载充电器(OBC)和电机驱动逆变器等车载动力电子设备所处理的动力电压也在不断提高，并且要求构成这些设备的元件在高电压负载时具有高度安全的静噪对策。

　　一般来说，安全性高的静噪元件需要较长的爬电距离——即沿着连接元件端子的封装表面的最短距离。

　　国际标准“IEC60664-1”对设备的空间距离、爬电距离及个体绝缘物的要求事项进行了规定。在国际标准“IEC60664-1”中，四百多伏的电池要求的爬电距离为2.8mm，而八百多伏则需延长至5.6mm。

　　但是，迄今为止，在确保高压负载时的安全性的同时延长爬电距离一直很困难，为了符合标准，需要使用薄膜电容器或大型单层电容器等其他类型的电容器来用作替代品。

　　村田制作所新近开发的“EVA系列”，通过利用村田迄今为止开发的高安全性、先进的MLCC技术和适合小型化的树脂成型技术，在维持高精度、体积小和薄型的MLCC优势的同时，实现了迄今为止未能实现的10mm长爬电距离。由此，即使对于预计会在EV相关设备中出现的八百多伏的高电压也能充分应对。

　　产品特点

　　支持在国际标准中要求的安全等级：确保爬电距离和空间距离都达到10mm。支持在IEC60384-14中规定的Y2级。

　　可进行表面贴装和回流：通过适用回流处理，实现了制造工序的生产效率提高和薄型化。

　　强度高：通过装备金属端子，使端子起到弹簧的作用，因此，提高了对焊接裂纹和弯曲裂纹的抵抗力。

　　Y2级是指在IEC60384-14规定的安全标准等级中确保了对触电起基础性绝缘保护作用的绝缘状态的等级。Y2级电容器被称为基础绝缘电容器，用于带接地端子的套件。

村田将电动汽车静噪对策用树脂成型表面贴装型MLCC商品化

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优化电子设备导热，低成本量化碳吸收 : 脱碳环保，村田出新招！
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　　是否具有很好地支持脱碳和回收的环保性能，目前已成为人们决定购买商品和服务时的一个重要考虑因素。村田制作所正在利用积累的技术和知识，创建为实现可持续发展社会做贡献的新技术和新事业。　　村田在去年举办的“CEATEC 2023”上，就展示了两项新的脱碳环保技术成果：　　利用CO2传感器，简单低成本量化碳吸收，支持脱碳和海洋环境恢复;　　使用生物质材料的轻质导热材料，优化电子电气设备导热。　　CO2传感器：量化碳吸收　　目前，人们将可直接减少大气中CO2的自然界机制分为”绿碳“和”蓝碳“两种，森林中的树木吸收和储存的CO2被称作绿碳，蓝碳则是通过海藻和海草进行光合作用吸收并储存的CO2(下图)。　　蓝碳主要在被称为“海藻床”的海洋森林中被吸收和储存，那里生长着繁茂的海藻和海草。通过维护和扩大海藻床，可以增加蓝碳的吸收和储存量。此外，海藻床中还生活着多种多样的小鱼和海洋生物，保护海藻床，在增加蓝碳的同时恢复生物多样性。　　然而，迄今为止，人们却一直难以将蓝碳的吸收和储存量实现量化。蓝碳可以交易，但如何对吸收的CO2进行量化，还存在需要解决的课题!　　据村田制作所技术与事业开发本部 技术企划与新事业推进统括部的天白介绍，为了推动蓝碳生态系统的保护和扩大，日本制定了名为“J Blue Credit®认证”的制度，允许将在海藻床吸收的CO2量转化为经济价值并进行交易。争取实现脱碳目标的企业可以通过购买积分来对举措进行补充，而培育和管理海藻床的企业和团体能够通过出售积分来加快保护和扩大海藻床。J Blue Credit®可通过J Blue Credit - 日本蓝色经济技术研究协会(JBE)进行交易。申请积分时，需要对象海藻床吸收的CO2进行量化，但这项作业并不容易。　　目前，海藻床的CO2吸收量是通过无人机航拍和潜水员目视确认来调查海藻床面积和海藻种类，从而计算出来的，这需要很高的专业水平和调查成本。因此，很可能会导致通过积分获得的资金被调查用光、没有钱用于海藻床管理这种本末倒置的状况。　　村田的水下CO2传感器技术，可以便捷、低成本测量蓝碳的吸收量和储存量。据介绍，该技术基于村田现有产品——采用非色散型红外吸收法(Non-Dispersive InfraRed)方式、用于建筑物空调管理和农业温室的CO2浓度管理等的CO2传感器而开发的(图2)。该传感器不需要校准，可长期、准确、稳定地使用。但是，这是一种检测大气中CO2的传感器，无法检测溶解在水中的CO2。因此，村田通过添加从水中提取CO2的机构，成功开发出了水下CO2传感器。　　村田目前已经将该技术带到海藻床上验证其功能，并已确认它可以检测由于水下生态系统的光合作用而导致的CO2浓度因白天日照量变化而波动的情形。今后，村田制作所将积累与提高海藻床功能并有效扩大其面积的方法有关的知识，希望以这款传感器为起点，为生物多样性和海洋可视化做贡献。此外，我们还认为它可以用来帮助儿童和学生在环保教育中切实感受海藻床的作用。　　轻质导热材料：优化设备导热　　通常，在电气和电子设备中，通过让发热元件与设备的金属外壳接触以形成热传导路径并将热量释放到外部。但是，很难维持和确保稳定的接触点以便有效地散热，因此在发热元件和外壳之间填充基于树脂的导热材料以使其保持紧密接触。　　在高性能的电气和电子设备中，用于散热的导热材料多得出人意料。例如，在日益智能化的汽车领域，每辆车使用5至6kg的导热材料，并且今后还有继续增加的倾向。汽车制造商正在努力从元件材料层面开始减轻电动汽车(EV)的重量，以降低电动汽车的电力费用以及生产所耗电力时排放的CO2量。　　传统的导热材料采用氧化铝、氮化铝等相对较重的材料作为填料。村田制作所致力于开发的新型导热材料取代传统材料，据村田制作所技术与事业开发本部 材料技术中心 环境技术开发部的大西介绍，村田开发了一种更轻、热导率更高的新型导热填料，与传统材料相比，重量减轻了40%。　　导热材料一般是将具有导热作用的陶瓷等的颗粒(填料)用树脂硬化而成。村田对填料和树脂进行了改进，使用生物质材料的轻质导热材料是以生物质材料作为部分原料制成的新型轻质导热材料，有助于减轻对环境的影响，以进一步提高导热材料的环保性能。通过将其应用在半导体、电池等电气电子设备的发热部分与外部金属部分之间，可以提高散热效率并降低能耗。　　而且，传统的导热材料使用硅树脂作为树脂。然而，硅在废弃时，会被施以高温焚烧或填埋处理，废弃1kg的硅会产生约2kg的CO2。村田采用生物质材料作为树脂，将CO2的实质性排放量降到了零。生物质材料可以在500℃的较低温度下完全分解，并且可以通过将其与填料分离而容易地回收利用。　　此外，我们开发的新型导热材料有线膨胀系数比传统的硅小一个数量级的优点。在温度快速变化的环境中使用导热材料时，温度变化导致树脂反复膨胀和收缩，由此可能会导致发生填料分离的现象。使用新型导热材料可以防止这种现象的发生，提高电气和电子设备的可靠性并延长其寿命。　　村田技术创新DNA：助力脱碳环保　　村田为什么能成功开发出如此与众不同的新型导热材料?介入诸如水下传感应用这样的领域?　　村田开发的新型导热材料是通过应用我们在多层陶瓷电容器(MLCC)制造中积累的制作均质微粒材料并将其均匀分散的技术而产生的。可以说，正是因为有了村田的技术积累才实现了这种材料。我们开发的新型导热材料除了可用于汽车以外，还可以用到因高性能化而导致电子电路发热量增加的手机基站等多种领域。我们预计，需要散热材料轻量化和改进环保性能的电气和电子设备数量将越来越多。　　水下CO2传感器和使用生物质材料的轻质导热材料，让客户知道了如果利用村田迄今为止积累的技术和知识，就可能会从意想不到的角度诞生能为实现可持续发展做贡献的创新技术。
2024-09-25 14:50 阅读量：484
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