高速高密度PCB设计中电容器的选择

由于目前的集成元件技术无法做出容量较大的电容器，用现有的技术通过集成电路获得较大
的电容非常困难，所以无源元件供应商不断为分立元件开发更小的封装。Murata
Manufacturing 公司已开始生产封装尺寸仅为01005 的微型电容器[8]。
这种电容器小到肉眼几乎看不见，占用PCB 的面积和体积分别比0201 电容器缩小50%和70%。
该公司的01005 电容器代号为GRM102，COG 系列的容量范围为2～15pF，X5R 系列的容量范
围为1000～10000pF。另据报导，Samsung Electro-Mechanics 公司COG 系列01005 陶瓷电
容器的容量范围为１～10pF，XR5系列的容量范围为1000～4700pF。
3.3 改进传统电容器
利用相关的新材料、新工艺等改进一些传统的电容器，从根本上克服其主要缺点，充分发挥
其优点，以满足高速高密度PCB 的应用需要。
最具代表性的是铝电解电容器，以有机半导体材料如TCNQ（1S/cm）和导电聚合物如聚吡咯
（120S/cm）等作为阴极材料研制出固体片式铝电解电容器。由于新型阴极材料具有比传统
电解液（10－2S/cm 以下）高得多的电导率，使新型铝电解电容器不仅实现了片式化，而且
克服了传统铝电解电容器温度特性和频率特性差的缺点，达到近乎理想电容器的阻抗频率特
性，使铝电解电容器的电性能和可靠性有了质的提高，大大拓宽了铝电解电容器的应用范围
[13]。
3.4 可封装在芯片内的电容器
研制能封装在大规模集成电路（LSI）内部的电容器，也是电容器技术的重要发展方向之一。
ALPS 电气公司正与North 公司联合，开发在LSI 封装的内部底板中封装高电容率薄膜电容
器(thin film capacitor)的技术。有关专家认为，工作频率在数GHZ～10GHZ 以上的高速逻
辑LSI 必须使用这种技术［14］。此次开发的技术就是指将过去封装在LSI 封装外部的去耦
电容器封装到内部。由此将会最大限度地缩短电容器与倒装芯片之间的距离。因封闭内部布
线的寄生电感减小了，故开关时即可迅速向倒装芯片供应电荷，结果使电源电压更加稳定。
预计这项技术会很快走向实用。
此类技术也给高速高密度PCB 设计，带来新的理念和条件，值得充分重视。
4 结束语
高速高密度PCB 设计技术不断发展，对所使用的电容器性能要求越来越高；随着电容器技术
的不断进步，新型电容器不断出现；针对高速高密度PCB 的电容器应用技术的研究不断深入。
这些都使得在高速高密度PCB 设计中，恰当选用电容器，不是一件简单的事。尽管电容器的
种类较多，但对某一具体应用，最合适的通常只有一两种。全面认识高速高密度PCB 的特点
和电容器的高频特性，及时了解相关的新器件和新技术，综合考虑具体应用需要、技术难度、
经济成本等因素，对恰当选用电容器是十分必要的。
本文的讨论对高速高密度PCB 设计中电容器的选择具有一定的指导作用。